JP5428788B2 - Receiving device, receiving method, and receiving program - Google Patents

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Description

本発明は、受信装置、受信方法、及び受信プログラムに関する。   The present invention relates to a receiving device, a receiving method, and a receiving program.

無線通信においては、特に広帯域伝送の場合、先行して受信するパスに加え、建物や山などの障害物からの反射を経由する等して遅延して到来するパスが存在し、シンボル間干渉(ISI:Inter Symbol Interference;ISI)となる。このように複数のパスが到来する環境をマルチパス環境という。例えば、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing;直交周波数分割多重)、OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access;直交周波数分割多元接続)、MC−CDM(Multi Carrier−Code Division Multiplexing;マルチキャリア−符号分割多重)などのマルチキャリア伝送では、マルチキャリアの時間領域の信号にガードインターバル(GI:Guard Interval)を付加することで、GI以内の遅延パスであればISIが生じることを防止する。従って、GI長を適切に設定すれば、ISIの影響を受けない良好な伝送品質を実現することができる。しかしながら、受信装置が高速に移動している場合、1つのOFDMシンボル内における伝搬路変動が大きくなり、キャリア間干渉(ICI:Inter Carrier Interference)が生じる。このような環境を高速フェージング環境という。ICIは受信性能を大幅に劣化させる。   In wireless communication, in particular, in the case of broadband transmission, in addition to the path received in advance, there is a path that arrives with a delay, such as through reflection from an obstacle such as a building or a mountain, and intersymbol interference ( ISI: Inter Symbol Interference (ISI). An environment in which a plurality of paths arrives in this way is called a multipath environment. For example, Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM), Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA), MC-CDM (Multi Code Multiplexing), MC-CDM (Multi Code Multiplexing) In multi-carrier transmission, a guard interval (GI: Guard Interval) is added to a multi-carrier time domain signal to prevent ISI from occurring in a delay path within the GI. Therefore, if the GI length is set appropriately, good transmission quality that is not affected by ISI can be realized. However, when the receiving apparatus moves at a high speed, propagation path fluctuation in one OFDM symbol becomes large, and inter-carrier interference (ICI: Inter Carrier Interference) occurs. Such an environment is called a high-speed fading environment. ICI significantly degrades reception performance.

非特許文献1には、ターボICIキャンセラ技術が記載されている。具体的に、非特許文献1には、誤り訂正復号結果のビット対数尤度比(LLR:Log Likelihood Ratio)からICIのレプリカを生成し、生成したレプリカを受信信号から除去することでICIを抑圧し、除去後の残った信号に対してICIの除去残差抑圧と最適検出を行うことが記載されている。   Non-Patent Document 1 describes turbo ICI canceller technology. Specifically, Non-Patent Document 1 suppresses ICI by generating an ICI replica from a bit log likelihood ratio (LLR) of an error correction decoding result and removing the generated replica from the received signal. In addition, it is described that ICI removal residual suppression and optimum detection are performed on a signal remaining after removal.

伊藤 雅文、須山 聡、府川 和彦、鈴木 博、「高速フェージングによるICIを除去するスキャッタードパイロット信号用OFDMターボ干渉キャンセル受信」、電子情報通信学会技術報告、RCS2003−74、2003年7月Masafumi Ito, Satoshi Suyama, Kazuhiko Fukawa, Hiroshi Suzuki, "OFDM turbo interference cancellation reception for scattered pilot signals to remove ICI due to fast fading", IEICE Technical Report, RCS 2003-74, July 2003

しかしながら、非特許文献1の技術では、サブキャリア毎に最適検出を行うため、計算量が増大する。具体的には、非特許文献1の技術では、サブキャリア毎の検出処理の乗算回数のオーダはO(N)(NはFFTのポイント数、つまりFFTポイント数のオーダ)であるため、全体ではO(N)のオーダとなる問題があった。また、非特許文献1の技術では、最適検出フィルタを生成するのにO(NlogN)の乗算回数がかかり、それらを保存しておくために大量のメモリを必要とする問題があった。
このように、従来の技術では、遅延パスが存在する高速フェージング環境で受信信号から情報を検出するときに計算量が増大するという欠点があった。
However, in the technique of Non-Patent Document 1, since the optimum detection is performed for each subcarrier, the calculation amount increases. Specifically, in the technique of Non-Patent Document 1, the order of the number of multiplications of detection processing for each subcarrier is O (N) (N is the number of FFT points, that is, the order of the number of FFT points). There was a problem of ordering O (N 2 ). Further, the technique of Non-Patent Document 1 has a problem that it takes O (N 2 log 2 N) multiplications to generate an optimum detection filter, and a large amount of memory is required to store them. It was.
As described above, the conventional technique has a drawback in that the amount of calculation increases when information is detected from a received signal in a fast fading environment where a delay path exists.

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、遅延パスが存在する高速フェージング環境で受信信号から情報を検出するときに計算量の増大を防止することができる受信装置、受信方法、及び受信プログラムを提供する。   The present invention has been made in view of the above points, and a receiving apparatus, a receiving method, and a receiving apparatus capable of preventing an increase in calculation amount when detecting information from a received signal in a fast fading environment where a delay path exists. Provide a receiving program.

(1)本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明は、受信信号から情報を復調する受信装置において、伝搬路推定値を推定する伝搬路推定部と、復調した情報の変調シンボルであるシンボルレプリカを生成するシンボルレプリカ生成部と、前記伝搬路推定値と前記シンボルレプリカとに基づいて、干渉を除去した受信信号の各サブキャリア成分を抽出する信号抽出部と、前記信号抽出部が抽出した各サブキャリア成分の信号を復調する復調部と、を備えることを特徴とする受信装置である。
上記構成によると、受信装置は、遅延波を除去した受信信号の各サブキャリア成分を抽出し、抽出した各サブキャリア成分の信号を復調するので、計算量の増大を防止することができる。
(1) The present invention has been made in order to solve the above-described problems. In the receiving apparatus that demodulates information from a received signal, the present invention demodulates a propagation path estimation unit that estimates a propagation path estimated value. A symbol replica generation unit that generates a symbol replica that is a modulation symbol of information, a signal extraction unit that extracts each subcarrier component of the received signal from which interference is removed, based on the propagation path estimation value and the symbol replica; And a demodulator that demodulates the signal of each subcarrier component extracted by the signal extractor.
According to the above configuration, the receiving apparatus extracts each subcarrier component of the received signal from which the delayed wave is removed, and demodulates the extracted signal of each subcarrier component, so that an increase in the amount of calculation can be prevented.

(2)また、本発明は、上記の受信装置において、前記信号抽出部は、前記伝搬路推定値と前記シンボルレプリカとに基づいて、時間領域での受信信号のレプリカである受信信号レプリカを生成するフィルタ部と、前記受信信号から前記受信信号レプリカを減算する減算部と、前記減算部が減算した信号を周波数領域の信号に変換する時間周波数変換部と、前記伝搬路推定値と前記シンボルレプリカとに基づいて所望信号のレプリカ信号を生成し、前記時間周波数変換部が変換した周波数領域の信号に対して前記所望信号のレプリカ信号を加算し、受信信号の各サブキャリア成分を抽出する復元部と、を備えることを特徴とする。   (2) Further, according to the present invention, in the reception apparatus, the signal extraction unit generates a reception signal replica that is a replica of the reception signal in the time domain based on the propagation path estimation value and the symbol replica. A subtracting unit that subtracts the received signal replica from the received signal, a time frequency converting unit that converts a signal subtracted by the subtracting unit into a frequency domain signal, the propagation path estimation value, and the symbol replica A restoration unit that generates a replica signal of a desired signal based on the above, adds the replica signal of the desired signal to the frequency domain signal converted by the time-frequency conversion unit, and extracts each subcarrier component of the received signal And.

(3)また、本発明は、上記の受信装置において、前記復元部は、前記時間周波数変換部が変換した周波数領域の信号のサブキャリア成分を抽出し、抽出したサブキャリア成分の信号に対して、前記所望信号のレプリカ信号の当該サブキャリア成分を加算することを特徴とする。   (3) Further, in the reception device according to the present invention, the restoration unit extracts a subcarrier component of the frequency domain signal converted by the time-frequency conversion unit, and extracts the subcarrier component signal. The subcarrier component of the replica signal of the desired signal is added.

(4)また、本発明は、上記の受信装置において、前記復元部は、前記時間周波数変換部が変換した周波数領域の信号のサブキャリア成分を抽出し、抽出したサブキャリア成分の信号に対して、前記所望信号のレプリカ信号のサブキャリア成分であって当該サブキャリアに近接するサブキャリアの成分を加算することを特徴とする。   (4) Further, in the reception device according to the present invention, the restoration unit extracts a subcarrier component of the frequency domain signal converted by the time-frequency conversion unit, and extracts the subcarrier component signal. The subcarrier component of the replica signal of the desired signal, which is a subcarrier component close to the subcarrier, is added.

(5)また、本発明は、上記の受信装置において、前記受信装置は、複数のアンテナを備え、前記受信装置は、送信装置とMIMO伝送方式の通信を行うことを特徴とする。   (5) Further, the present invention is characterized in that, in the above-described receiving apparatus, the receiving apparatus includes a plurality of antennas, and the receiving apparatus performs MIMO transmission scheme communication with the transmitting apparatus.

(6)また、本発明は、上記の受信装置において、前記復調部は、前記伝搬路推定値に基づいてMIMO分離を行うことを特徴とする。   (6) Further, the present invention is characterized in that, in the above-described receiving apparatus, the demodulator performs MIMO separation based on the propagation path estimation value.

(7)また、本発明は、上記の受信装置において、前記受信装置は、送信装置が備える複数のアンテナ各々から送信された信号系列であるストリームの信号を、前記受信信号として受信し、前記信号抽出部は、前記伝搬路推定値と前記シンボルレプリカとに基づいて、時間領域での受信信号のレプリカである受信信号レプリカを生成するフィルタ部と、前記受信信号から前記受信信号レプリカを減算する減算部と、前記減算部が減算した信号を周波数領域の信号に変換する時間周波数変換部と、前記伝搬路推定値と前記シンボルレプリカとに基づいて所望信号のレプリカ信号を生成し、前記時間周波数変換部が変換した周波数領域の信号に対して前記所望信号のレプリカ信号を加算し、受信信号の各サブキャリア成分を抽出する復元部と、を備え、前記復元部は、前記時間周波数変換部が変換した周波数領域の信号のサブキャリア成分を抽出し、抽出したサブキャリア成分の信号に対して、前記所望信号のレプリカ信号の当該サブキャリア成分のうち所望のストリーム成分を加算することを特徴とする。   (7) In the reception device according to the present invention, the reception device receives, as the reception signal, a stream signal that is a signal sequence transmitted from each of a plurality of antennas included in the transmission device. An extracting unit that generates a received signal replica that is a replica of the received signal in the time domain based on the propagation path estimation value and the symbol replica; and a subtracter that subtracts the received signal replica from the received signal A time frequency conversion unit that converts the signal subtracted by the subtraction unit into a frequency domain signal, and generates a replica signal of a desired signal based on the propagation path estimation value and the symbol replica, and the time frequency conversion A restoration unit that adds a replica signal of the desired signal to the frequency domain signal converted by the unit and extracts each subcarrier component of the received signal; The restoration unit extracts a subcarrier component of the frequency domain signal converted by the time-frequency conversion unit, and extracts the subcarrier component of the replica signal of the desired signal from the extracted subcarrier component signal. Of these, a desired stream component is added.

(8)また、本発明は、上記の受信装置において、前記受信装置は、送信装置が備える複数のアンテナ各々から送信された信号系列であるストリームの信号を、前記受信信号として受信し、前記信号抽出部は、前記伝搬路推定値と前記シンボルレプリカとに基づいて、時間領域での受信信号のレプリカである受信信号レプリカを生成するフィルタ部と、前記受信信号から前記受信信号レプリカを減算する減算部と、前記減算部が減算した信号を周波数領域の信号に変換する時間周波数変換部と、前記伝搬路推定値と前記シンボルレプリカとに基づいて所望信号のレプリカ信号を生成し、前記時間周波数変換部が変換した周波数領域の信号に対して前記所望信号のレプリカ信号を加算し、受信信号の各サブキャリア成分を抽出する復元部と、を備え、前記復元部は、前記時間周波数変換部が変換した周波数領域の信号のサブキャリア成分を抽出し、抽出したサブキャリア成分の信号に対して、前記所望信号のレプリカ信号の当該サブキャリア成分のうち全てのストリーム成分を加算することを特徴とする。   (8) Further, in the reception device according to the present invention, the reception device receives, as the reception signal, a stream signal that is a signal sequence transmitted from each of a plurality of antennas included in the transmission device. An extracting unit that generates a received signal replica that is a replica of the received signal in the time domain based on the propagation path estimation value and the symbol replica; and a subtracter that subtracts the received signal replica from the received signal A time frequency conversion unit that converts the signal subtracted by the subtraction unit into a frequency domain signal, and generates a replica signal of a desired signal based on the propagation path estimation value and the symbol replica, and the time frequency conversion A restoration unit that adds a replica signal of the desired signal to the frequency domain signal converted by the unit and extracts each subcarrier component of the received signal; The restoration unit extracts a subcarrier component of the frequency domain signal converted by the time-frequency conversion unit, and extracts the subcarrier component of the replica signal of the desired signal from the extracted subcarrier component signal. All the stream components are added.

(9)また、本発明は、上記の受信装置において、前記復調部は、最小平均2乗誤差基準で信号を復調することを特徴とする。   (9) Further, the present invention is characterized in that, in the above receiver, the demodulator demodulates the signal based on a minimum mean square error criterion.

(10)また、本発明は、受信信号から情報を復調する受信装置における受信方法において、伝搬路推定部が、伝搬路推定値を推定する第1の過程と、シンボルレプリカ生成部が、復調した情報の変調シンボルであるシンボルレプリカを生成する第2の過程と、信号抽出部が、前記伝搬路推定値と前記シンボルレプリカとに基づいて、干渉を除去した受信信号の各サブキャリア成分を抽出する第3の過程と、復調部が、前記第3の過程にて抽出した各サブキャリア成分の信号を復調する第4の過程と、を有することを特徴とする受信方法である。   (10) Further, according to the present invention, in the receiving method in the receiving device that demodulates information from the received signal, the propagation path estimation unit demodulates the first process in which the propagation path estimation value is estimated, and the symbol replica generation unit demodulates. A second step of generating a symbol replica that is a modulation symbol of information, and a signal extraction unit extracts each subcarrier component of the received signal from which interference is removed based on the propagation path estimation value and the symbol replica The receiving method is characterized in that it has a third step and a fourth step in which the demodulator demodulates the signal of each subcarrier component extracted in the third step.

(11)また、本発明は、受信信号から情報を復調する受信装置のコンピュータを、伝搬路推定値を推定する伝搬路推定手段、復調した情報の変調シンボルであるシンボルレプリカを生成するシンボルレプリカ生成手段、前記伝搬路推定値と前記シンボルレプリカとに基づいて、干渉を除去した受信信号の各サブキャリア成分を抽出する信号抽出手段、前記信号抽出手段にて抽出した各サブキャリア成分の信号を復調する復調手段、として機能させる受信プログラムである。   (11) Further, the present invention provides a computer of a receiving apparatus that demodulates information from a received signal, a propagation path estimation means that estimates a propagation path estimation value, and a symbol replica generation that generates a symbol replica that is a modulation symbol of the demodulated information. Means for extracting each subcarrier component of the received signal from which interference has been removed based on the propagation path estimation value and the symbol replica, and demodulating the signal of each subcarrier component extracted by the signal extraction means A receiving program that functions as a demodulating means.

本発明によれば、無線通信の受信装置において、遅延パスが存在する高速フェージング環境で受信信号から情報を検出するときに計算量の増大を防止することができる。   According to the present invention, it is possible to prevent an increase in calculation amount when detecting information from a received signal in a fast fading environment where a delay path exists in a wireless communication receiving apparatus.

本発明の第1の実施形態に係る通信システムの概念図である。1 is a conceptual diagram of a communication system according to a first embodiment of the present invention. 本実施形態に係る送信装置の構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the transmitter which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る受信装置の構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the receiver which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る受信信号の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the received signal which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る受信装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the receiver which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る通信システムのシミュレーション条件の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the simulation conditions of the communication system which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る通信システムのシミュレーション結果の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the simulation result of the communication system which concerns on this embodiment. 本発明の第2の実施形態に係る受信装置の構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the receiver which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本実施形態に係る受信装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the receiver which concerns on this embodiment. 本発明の第3の実施形態に係る送信装置の構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the transmitter which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本実施形態に係る受信装置の構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the receiver which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る受信信号レプリカ生成部の構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the received signal replica production | generation part which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る受信装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the receiver which concerns on this embodiment.

(第1の実施形態)
以下、図面を参照しながら本発明の第1の実施形態について詳しく説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る通信システムの概念図である。
この図において、通信システムは、送信装置A及び受信装置Bを具備する。この図は、送信装置Aから送信された送信信号が、建物等の反射により、D+1個(図1ではD=3)の伝搬路(パスとも呼ぶ)d(d=0、1、2、・・・、D)を介して受信装置Bに受信されることを示す。なお、dは短い伝搬路の順(伝搬路を介した信号の到達時間が早い順)に、昇順に番号付けされている(dを伝搬路番号と呼ぶ)。また、Dは最大の伝搬路番号を示し、例えばD=3の場合に伝搬路は4個である。
以下、本実施形態では、送信装置Aを送信装置a1といい、受信装置Bを受信装置b1という。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a conceptual diagram of a communication system according to the first embodiment of the present invention.
In this figure, the communication system includes a transmission apparatus A and a reception apparatus B. This figure shows that D + 1 (D = 3 in FIG. 1) propagation paths (also called paths) d (d = 0, 1, 2,. .., D indicates that the data is received by the receiving device B via D). Note that d is numbered in ascending order in the order of short propagation paths (in order of the arrival time of signals through the propagation path) (d is referred to as a propagation path number). D indicates the maximum propagation path number. For example, when D = 3, there are 4 propagation paths.
Hereinafter, in the present embodiment, the transmission device A is referred to as a transmission device a1, and the reception device B is referred to as a reception device b1.

<送信装置a1の構成について>
図2は、本実施形態に係る送信装置a1の構成を示す概略ブロック図である。この図において、送信装置a1は、パイロット生成部a101、符号部a102、変調部a103、マッピング部a104、IFFT部a105、GI挿入部a106、送信部a107、及び送信アンテナ部a108を含んで構成される。
<About the configuration of the transmission device a1>
FIG. 2 is a schematic block diagram illustrating a configuration of the transmission device a1 according to the present embodiment. In this figure, the transmission device a1 includes a pilot generation unit a101, a coding unit a102, a modulation unit a103, a mapping unit a104, an IFFT unit a105, a GI insertion unit a106, a transmission unit a107, and a transmission antenna unit a108. .

パイロット生成部a101は、受信装置b1がその波形(あるいは、その信号系列)の振幅値を予め記憶するパイロット信号を生成し、マッピング部a104に出力する。
符号部a102は、受信装置b1に送信する情報ビットに対して畳込み符号、ターボ符号、LDPC(Low Density Parity Check:低密度パリティ検査)符号などの誤り訂正符号を用いて符号化し、符号化ビットを生成する。符号部a102は、生成した符号化ビットを変調部a103に出力する。
変調部a103は、符号部a102から入力された符号化ビットを、PSK(Phase Shift Keying:位相偏移変調)やQAM(Quadrature amplitude modulation:直交振幅変調)などの変調方式を用いて変調し、変調シンボルを生成する。変調部a103は、生成した変調シンボルをマッピング部a104に出力する。
The pilot generation unit a101 generates a pilot signal in which the receiving device b1 stores in advance the amplitude value of the waveform (or the signal sequence), and outputs the pilot signal to the mapping unit a104.
The encoding unit a102 encodes information bits to be transmitted to the receiving apparatus b1 using an error correction code such as a convolutional code, a turbo code, and an LDPC (Low Density Parity Check) code, and encodes the encoded bits. Is generated. The encoding unit a102 outputs the generated encoded bits to the modulating unit a103.
The modulation unit a103 modulates the coded bits input from the coding unit a102 using a modulation method such as PSK (Phase Shift Keying) or QAM (Quadrature Amplitude Modulation). Generate a symbol. Modulation section a103 outputs the generated modulation symbol to mapping section a104.

マッピング部a104は、パイロット生成部a101から入力されたパイロット信号、及び変調部a103から入力された変調シンボルを、予め定められたマッピング情報に基づいてリソース(時間−周波数帯域)にマッピングして周波数領域の信号を生成し、生成した周波数領域の信号をIFFT部a105に出力する。なお、リソースとは、送信装置a1が送信するフレームにおいて1つのサブキャリアと1つの後述するFFT区間から成る、変調シンボルを配置する単位である。また、マッピング情報は、送信装置a1が決定し、送信装置a1から受信装置b1へ予め通知される。
IFFT部a105は、マッピング部a104から入力された周波数領域の信号を周波数−時間変換し、時間領域の信号を生成する。ここで、IFFTを行う単位の時間区間をFFT区間という。IFFT部a105は、生成した時間領域の信号をGI挿入部a106に出力する。
The mapping unit a104 maps the pilot signal input from the pilot generation unit a101 and the modulation symbol input from the modulation unit a103 to a resource (time-frequency band) based on predetermined mapping information, and performs frequency domain And the generated frequency domain signal is output to the IFFT unit a105. Note that a resource is a unit in which a modulation symbol is arranged, which is composed of one subcarrier and one later-described FFT interval in a frame transmitted by the transmission apparatus a1. Also, the mapping information is determined by the transmission device a1, and is notified in advance from the transmission device a1 to the reception device b1.
The IFFT unit a105 performs frequency-time conversion on the frequency domain signal input from the mapping unit a104, and generates a time domain signal. Here, a time interval of a unit for performing IFFT is referred to as an FFT interval. The IFFT unit a105 outputs the generated time domain signal to the GI insertion unit a106.

GI挿入部a106は、IFFT部a105から入力された時間領域の信号に対して、FFT区間の信号毎にガードインターバルを付加する。ここで、ガードインターバルとは、FFT区間の信号の後方の一部を複製したものであり、GI挿入部a106は、この複製した信号をこのFFT区間の信号の前方に付加する。
なお、FFT区間と、GI挿入部a106がその時間区間の信号に付加したガードインターバルの時間区間(GI区間という)と、を併せてOFDMシンボル区間という。また、OFDMシンボル区間の信号をOFDMシンボルという。GI挿入部a106は、ガードインターバルを付加した信号を送信部a107に出力する。
送信部a107は、GI挿入部a106から入力された信号をデジタル・アナログ変換し、変換したアナログ信号を波形整形する。送信部a107は、波形整形した信号をベースバンド帯から無線周波数帯にアップコンバートし、送信アンテナa108から受信装置b1へ送信する。
The GI insertion unit a106 adds a guard interval for each signal in the FFT interval to the time domain signal input from the IFFT unit a105. Here, the guard interval is a duplicate of the rear part of the signal in the FFT interval, and the GI insertion unit a106 adds the duplicated signal to the front of the signal in the FFT interval.
The FFT interval and the time interval (referred to as GI interval) of the guard interval added to the signal in the time interval by the GI insertion unit a106 are collectively referred to as an OFDM symbol interval. A signal in the OFDM symbol section is called an OFDM symbol. The GI insertion unit a106 outputs a signal with the guard interval added to the transmission unit a107.
The transmission unit a107 performs digital / analog conversion on the signal input from the GI insertion unit a106, and shapes the waveform of the converted analog signal. The transmission unit a107 upconverts the waveform-shaped signal from the baseband to the radio frequency band, and transmits the signal from the transmission antenna a108 to the reception device b1.

<受信装置b1の構成について>
図3は、本実施形態に係る受信装置b1の構成を示す概略ブロック図である。この図において、受信装置b1は、受信アンテナb101、受信部b102、減算部b103、GI除去部b104、FFT部b105、伝搬路推定部b106、復元部b107、復調部b108、復号部b109、シンボルレプリカ生成部b110、IFFT部b111、GI挿入部b112、及びフィルタ部b113を含んで構成される。ここで、減算部b103、GI除去部b104、FFT部b105、復元部b107、フィルタ部a113を信号抽出部B1という。
<Configuration of Receiving Device b1>
FIG. 3 is a schematic block diagram illustrating the configuration of the receiving device b1 according to the present embodiment. In this figure, a receiving device b1 includes a receiving antenna b101, a receiving unit b102, a subtracting unit b103, a GI removing unit b104, an FFT unit b105, a propagation path estimating unit b106, a restoring unit b107, a demodulating unit b108, a decoding unit b109, a symbol replica. A generation unit b110, an IFFT unit b111, a GI insertion unit b112, and a filter unit b113 are included. Here, the subtraction unit b103, the GI removal unit b104, the FFT unit b105, the restoration unit b107, and the filter unit a113 are referred to as a signal extraction unit B1.

受信部b102は、送信装置a1が送信した送信信号を、受信アンテナb101を介して受信する。受信部b102は、受信した信号に対して、周波数変換及びアナログ―デジタル変換を行う。受信部b102は、変換を行った受信信号を記憶する。受信部b102は、初回処理、及び、後述するフィルタ部b113が減算部b103に受信信号レプリカを入力するタイミングで、記憶する受信信号を減算部b103及び伝搬路推定部b106に出力する。   The reception unit b102 receives the transmission signal transmitted from the transmission device a1 via the reception antenna b101. The receiving unit b102 performs frequency conversion and analog-digital conversion on the received signal. The receiving unit b102 stores the converted received signal. The reception unit b102 outputs the received signal to be stored to the subtraction unit b103 and the propagation path estimation unit b106 at the initial processing and the timing when the filter unit b113 described later inputs the reception signal replica to the subtraction unit b103.

減算部b103は、受信部b102から入力された受信信号から、後述するフィルタ部b113から入力された受信信号レプリカを減算する。減算部b103は、受信信号レプリカを減算した信号をGI除去部b104に出力する。
なお、初回処理の場合、フィルタ部b113から減算部b103への入力はなく(ゼロであり)、減算部b103は、受信部b102から入力された受信信号をそのままGI除去部b104に出力する。
The subtractor b103 subtracts the received signal replica input from the filter unit b113 described later from the received signal input from the receiver b102. The subtraction unit b103 outputs a signal obtained by subtracting the received signal replica to the GI removal unit b104.
In the case of the initial processing, there is no input from the filter unit b113 to the subtraction unit b103 (it is zero), and the subtraction unit b103 outputs the received signal input from the reception unit b102 to the GI removal unit b104 as it is.

GI除去部b104は、減算部b103から入力された信号からGIを除去し、GIを除去した信号をFFT部b105に出力する。
FFT部b105は、GI除去部b104から入力された時間領域の信号に対して時間周波数変換を行い、変換した周波数領域の信号を復元部b107に出力する。
The GI removal unit b104 removes the GI from the signal input from the subtraction unit b103, and outputs the signal from which the GI has been removed to the FFT unit b105.
The FFT unit b105 performs time-frequency conversion on the time domain signal input from the GI removal unit b104, and outputs the converted frequency domain signal to the restoration unit b107.

伝搬路推定部b106は、受信部b102から入力された受信信号、及び後述するGI挿入部b112から入力された送信信号レプリカ信号、に基づいて、OFDMシンボル区間でチャネルインパルス応答を推定する。ここで、チャネルインパルス応答の推定には、RLS(Recursive Least Square:再帰最小自乗)アルゴリズムを用いてもよいし、その他のアルゴリズム、例えばLMS(Least Mean Square;最小平均2乗法)アルゴリズム等を用いてもよい。なお、初回の処理の場合、GI挿入部b112から伝搬路推定部b106への入力はなく(ゼロであり)、伝搬路推定部b106は、予め記憶するパイロット信号、及び受信部b102から入力された受信信号に基づいて、OFDMシンボル区間で時間変動するチャネルインパルス応答を推定する。
伝搬路推定部b106は、推定したチャネルインパルス応答をフィルタ部b113に出力する。また、伝搬路推定部b106は、推定したチャネルインパルス応答に対して時間周波数変換を行い、変換した周波数領域の信号である周波数応答を、復元部b107及び復調部b108に出力する。
The propagation path estimation unit b106 estimates the channel impulse response in the OFDM symbol interval based on the reception signal input from the reception unit b102 and the transmission signal replica signal input from the GI insertion unit b112 described later. Here, for estimation of the channel impulse response, an RLS (Recursive Least Square) algorithm may be used, or other algorithms such as an LMS (Least Mean Square) algorithm may be used. Also good. In the case of the first processing, there is no input from the GI insertion unit b112 to the propagation path estimation unit b106 (it is zero), and the propagation path estimation unit b106 is input from the pilot signal stored in advance and the reception unit b102. Based on the received signal, a channel impulse response that varies in time in the OFDM symbol period is estimated.
The propagation path estimation unit b106 outputs the estimated channel impulse response to the filter unit b113. Moreover, the propagation path estimation part b106 performs time frequency conversion with respect to the estimated channel impulse response, and outputs the frequency response which is the signal of the converted frequency domain to the decompression | restoration part b107 and the demodulation part b108.

また、伝搬路推定部b106は、推定した周波数応答と予め記憶するパイロット信号からパイロット信号のレプリカを生成する。伝搬路推定部b106は、受信信号のパイロット信号と、生成したパイロット信号のレプリカと、に基づいて雑音電力を算出する。また、伝搬路推定部b106は、推定した周波数応答とパイロット信号とに基づいてICIの電力(ICI電力という)を算出する。なお、伝搬路推定部b106が行う雑音電力及びICI電力の算出処理の詳細については、動作原理と併せて後述する。伝搬路推定部b106は、算出した雑音電力及びICI電力を復調部b108に出力する。   Moreover, the propagation path estimation part b106 produces | generates the replica of a pilot signal from the estimated frequency response and the pilot signal stored beforehand. The propagation path estimation unit b106 calculates noise power based on the pilot signal of the received signal and the generated replica of the pilot signal. Further, the propagation path estimation unit b106 calculates ICI power (referred to as ICI power) based on the estimated frequency response and the pilot signal. Details of the noise power and ICI power calculation processing performed by the propagation path estimation unit b106 will be described later together with the operation principle. The propagation path estimation unit b106 outputs the calculated noise power and ICI power to the demodulation unit b108.

復元部b107は、サブキャリア毎に、伝搬路推定部b106から入力された周波数応答を、後述するシンボルレプリカ生成部b110から入力されたシンボルレプリカに乗算して、伝搬路の影響を受けた所望信号のレプリカ信号を生成する。復元部b107は、サブキャリア毎に、FFT部b105から入力された信号に生成したレプリカ信号を加算する。すなわち、復元部b107は、伝搬路推定値とシンボルレプリカとに基づいて所望信号のレプリカ信号を生成し、FFT部b105が変換した周波数領域の信号に対してこの所望信号のレプリカ信号を加算し、受信信号の各サブキャリア成分を抽出する。
復元部b107は、レプリカ信号を加算した信号を復調部b108に出力する。
なお、初回の処理の場合、シンボルレプリカ生成部b110から復元部b107への入力はなく(ゼロであり)、復元部b107は、FFT部b105から入力された信号をそのまま復調部b108に出力する。
以上のように、信号抽出部B1は、伝搬路推定値とシンボルレプリカとに基づいて受信信号から受信信号レプリカを除去し、所望信号を復元することでICI(干渉)を除去した受信信号の各サブキャリア成分を抽出する。
For each subcarrier, the restoration unit b107 multiplies a frequency response input from the propagation path estimation unit b106 by a symbol replica input from a symbol replica generation unit b110, which will be described later, to obtain a desired signal affected by the propagation path The replica signal is generated. The restoration unit b107 adds the generated replica signal to the signal input from the FFT unit b105 for each subcarrier. That is, the restoration unit b107 generates a replica signal of the desired signal based on the propagation path estimation value and the symbol replica, adds the replica signal of the desired signal to the frequency domain signal converted by the FFT unit b105, Each subcarrier component of the received signal is extracted.
The restoration unit b107 outputs a signal obtained by adding the replica signal to the demodulation unit b108.
In the first processing, there is no input from the symbol replica generation unit b110 to the restoration unit b107 (it is zero), and the restoration unit b107 outputs the signal input from the FFT unit b105 to the demodulation unit b108 as it is.
As described above, the signal extraction unit B1 removes the received signal replica from the received signal based on the propagation path estimation value and the symbol replica, and restores the desired signal to restore each of the received signals from which ICI (interference) is removed. Extract subcarrier components.

復調部b108は、伝搬路推定部b106から入力された周波数応答、雑音電力、及びICI電力を用いて、ZF(Zero Forcing)基準、MMSE(Minimum Mean Square Error)基準等を用いたフィルタ係数を算出する。復調部b108は、算出したフィルタ係数を用いて、信号の振幅と位相の変動の補償(伝搬路補償という)を行う。復調部b108は、伝搬路補償を行った信号を、送信装置a1から予め通知されたマッピング情報に基づいてデマッピングし、デマッピングした信号に対して、復調処理を行う。復調部b108は、復調処理の結果のビット対数尤度比(LLR;Log Likelihood Ratio)を復号部b109に出力する。   The demodulation unit b108 calculates a filter coefficient using a ZF (Zero Forcing) standard, an MMSE (Minimum Mean Square Error) standard, and the like, using the frequency response, noise power, and ICI power input from the propagation path estimation unit b106. To do. The demodulator b108 compensates for fluctuations in the amplitude and phase of the signal (referred to as propagation path compensation) using the calculated filter coefficient. The demodulator b108 demaps the signal subjected to propagation path compensation based on the mapping information notified in advance from the transmission device a1, and performs demodulation processing on the demapped signal. The demodulator b108 outputs a bit log likelihood ratio (LLR) as a result of the demodulation process to the decoder b109.

復号部b109は、復調部b108から入力された復調シンボルに対して、例えば、最尤復号法(MLD; Maximum Likelihood Decoding)、最大事後確率推定(MAP; Maximum A posteriori Probability)、log−MAP、Max−log−MAP、SOVA(Soft Output Viterbi Algorithm)等を用いて、復号処理を行う。
この復号処理の結果、誤りが検出されなかったと判定した場合、もしくは、既定の回数の処理が行われたと判定した場合、復号部b109は、復号結果のビット対数尤度比を情報データビットとして出力する。一方、誤りが検出され、かつ、規定の回数の処理が行われていない、と判定した場合、復号部b109は、復号結果のビット対数尤度比をシンボルレプリカ生成部b110に出力する。
The decoding unit b109 performs, for example, maximum likelihood decoding (MLD; Maximum Likelihood Decoding), maximum a posteriori probability estimation (MAP), log-MAP, Max on the demodulated symbols input from the demodulation unit b108. Decoding processing is performed using -log-MAP, SOVA (Soft Output Viterbi Algorithm), or the like.
When it is determined that no error is detected as a result of the decoding process, or when it is determined that a predetermined number of processes have been performed, the decoding unit b109 outputs the bit log likelihood ratio of the decoding result as information data bits. To do. On the other hand, when it is determined that an error has been detected and the prescribed number of processes have not been performed, the decoding unit b109 outputs the bit log likelihood ratio of the decoding result to the symbol replica generation unit b110.

シンボルレプリカ生成部b110は、復号部b109から入力されたビット対数尤度比の期待値を算出し、算出した期待値を復号及び変調して変調シンボル(シンボルレプリカという)を生成する。シンボルレプリカ生成部b110は、生成したシンボルレプリカを、送信装置a1から予め通知されたマッピング情報に基づいてマッピングする。シンボルレプリカ生成部b110は、マッピングしたシンボルレプリカを復元部b107及びIFFT部b111に出力する。   The symbol replica generation unit b110 calculates an expected value of the bit log likelihood ratio input from the decoding unit b109, decodes and modulates the calculated expected value, and generates a modulation symbol (referred to as a symbol replica). The symbol replica generation unit b110 maps the generated symbol replica based on the mapping information notified in advance from the transmission device a1. The symbol replica generation unit b110 outputs the mapped symbol replica to the restoration unit b107 and the IFFT unit b111.

IFFT部b111は、シンボルレプリカ生成部b110から入力されたシンボルレプリカに対して周波数時間変換を行い、変換した時間領域のレプリカ信号をGI挿入部b112に出力する。
GI挿入部b112は、IFFT部b111から入力されたレプリカ信号に対して、FFT区間の信号毎にガードインターバルを付加して、送信信号レプリカを生成する。GI挿入部b112は、生成した送信信号レプリカを、伝搬路推定部b106及びフィルタ部b113に出力する。
フィルタ部b113は、伝搬路推定部b106から入力されたチャネルインパルス応答と、GI挿入部b112から入力された送信信号レプリカと、に基づいて、受信信号レプリカを生成する。フィルタ部b113は、生成した受信信号レプリカを減算部b103に出力する。
受信装置b1は、復号部b109が誤りを検出しなくなるまで、又は、既定の回数まで、同じ信号に対して、上記の減算部b103からフィルタ部b113までの処理を繰り返し行う(繰り返し処理という)。
The IFFT unit b111 performs frequency time conversion on the symbol replica input from the symbol replica generation unit b110, and outputs the converted time domain replica signal to the GI insertion unit b112.
The GI insertion unit b112 generates a transmission signal replica by adding a guard interval for each signal in the FFT interval to the replica signal input from the IFFT unit b111. The GI insertion unit b112 outputs the generated transmission signal replica to the propagation path estimation unit b106 and the filter unit b113.
The filter unit b113 generates a reception signal replica based on the channel impulse response input from the propagation path estimation unit b106 and the transmission signal replica input from the GI insertion unit b112. The filter unit b113 outputs the generated reception signal replica to the subtraction unit b103.
The reception device b1 repeatedly performs the processing from the subtraction unit b103 to the filter unit b113 on the same signal until the decoding unit b109 no longer detects an error or a predetermined number of times (referred to as repetition processing).

図4は、本実施形態に係る受信信号の一例を示す概略図である。この図は、最大遅延がGI長を超えず、前のOFDMシンボルによる干渉は無い場合の図である。
この図において、図1の伝搬路番号1、2、3、4の伝搬路を介して受信した受信信号を、それぞれ、0th path、1st path、2nd path、3rd pathとして、上から順に示す。
なお、図4において、横軸は時間軸であり、予め定めた時間幅で区切られた離散時刻である。この図において、左斜め上がりの斜線でハッチングした領域は、GI(Guard Interval;ガードインターバル)を示す。また、右斜め上がりの斜線でハッチングした領域は前後のOFDMシンボルの受信信号を示す。
また、NはFFT(Fast Fourier Transform;フーリエ変換)区間のポイント数(IFFT(Inverse Fast Fourier Transform;逆フーリエ変換)区間のポイント数でもある)、NはGIのポイント数である。ここで、ポイント数とは離散時刻の数である。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of a received signal according to the present embodiment. This figure shows the case where the maximum delay does not exceed the GI length and there is no interference due to the previous OFDM symbol.
In this figure, received signals received via the propagation paths of propagation path numbers 1, 2, 3, and 4 in FIG. 1 are shown in order from the top as 0th path, 1st path, 2nd path, and 3rd path, respectively.
In FIG. 4, the horizontal axis is a time axis, which is discrete time divided by a predetermined time width. In this figure, a hatched area with a diagonally upward left diagonal line indicates a GI (Guard Interval). A hatched area with a diagonal line rising to the right indicates received signals of the preceding and succeeding OFDM symbols.
N is the number of points in the FFT (Fast Fourier Transform) section (also the number of points in the IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) section), and N g is the number of GI points. Here, the number of points is the number of discrete times.

<動作原理について>
以下、受信装置b1の動作原理について、図3を参照ながら説明をする。
まず、初回の処理についての動作原理について説明をする。受信部b102が受信した第k離散時刻の受信信号rは、次式(1)、(2)で表わされる。
<About the operating principle>
Hereinafter, the operating principle of the receiving device b1 will be described with reference to FIG.
First, the operation principle for the first process will be described. Received signal r k of the k discrete time receiver b102 has received the following equation (1) is represented by (2).

Figure 0005428788
Figure 0005428788

ここで、Dは最大の伝搬路番号、hd,kは伝搬路番号dのパス(第dパスという)における第k離散時刻の複素振幅、sは時間領域の送信信号であり、zは時間領域の雑音である。また、NはFFT区間のポイント数、Sは第nサブキャリアの変調信号、NはGI区間のポイント数(図4参照)、jは虚数単位である。
FFT区間(図4のk=Nからk=N+N−1)の受信信号rに対して、FFT部b105にて、時間周波数変換を行った後の信号Rは、次式(3)、(4)で表わされる。
Here, D is the maximum propagation path number, h d, k is the complex amplitude at the k-th discrete time in the path of the propagation path number d (referred to as the d-th path), sk is the time domain transmission signal, and z k Is time domain noise. Further, N number of points of the FFT interval, S n are the modulated signal of the first n subcarriers, N g is the number of points the GI interval (see FIG. 4), j is the imaginary unit.
The reception signal r k of the FFT interval (Figure 4 k = from N g k = N g + N -1), at the FFT unit b105, the signal R n after the time-frequency conversion, the following equation ( 3) and (4).

Figure 0005428788
Figure 0005428788

ここで、Wn,mは第mサブキャリアから第nサブキャリアへの信号の漏れ込み係数であり、また、Zは第nサブキャリアにおける雑音である。また、式(4)において、m=nである場合のWn,nは、第nサブキャリアの周波数応答であり、次式(5)で表わされる。 Here, W n, m is a leakage coefficient of a signal from the m-th subcarrier to the n-th subcarrier, and Z n is noise in the n-th subcarrier. In Equation (4), W n, n when m = n is the frequency response of the n-th subcarrier, and is represented by the following Equation (5).

Figure 0005428788
Figure 0005428788

なお、式(5)は、OFDMシンボル内で時間変動しているチャネルインパルス応答の時間平均に対する離散フーリエ変換結果に一致する。初回処理において、伝搬路推定部b106、パイロット信号を用いてWn,nを直接推定する。初回処理では、式(3)で示す信号は、FFT部b105から復元部b107を介して、そのまま復調部b108に出力される。復調部b108は、例えばMMSE基準のフィルタリングを用いた場合、復調シンボルS’を次式(6)を用いて算出する。 Note that equation (5) matches the discrete Fourier transform result for the time average of the channel impulse response that is time-varying within the OFDM symbol. In the initial processing, W n, n is directly estimated using the propagation path estimation unit b106 and the pilot signal. In the initial processing, the signal represented by Expression (3) is output from the FFT unit b105 to the demodulation unit b108 as it is via the restoration unit b107. For example, when the MMSE standard filtering is used, the demodulator b108 calculates the demodulated symbol S ′ n using the following equation (6).

Figure 0005428788
Figure 0005428788

ここで、YはYの複素共役であることを示す。初回処理では、ICIが取り除かれることなく行われる受信処理であるため、その影響を受けて伝送特性は劣化する。また、式(6)において、σ は雑音電力、σ はICI電力であり、伝搬路推定部b106は次式(7)、(8)を用いて算出する。 Here, Y * indicates a complex conjugate of Y. In the initial process, since the reception process is performed without removing the ICI, the transmission characteristics deteriorate due to the influence. In Equation (6), σ z 2 is noise power, σ I 2 is ICI power, and the propagation path estimation unit b106 calculates using the following Equations (7) and (8).

Figure 0005428788
Figure 0005428788

Figure 0005428788
Figure 0005428788

ここで、E[X]は、Xのアンサンブル平均を示す。なお、本実施形態では、伝搬路推定部b106がパイロット信号を用いてσ は雑音電力、σ はICI電力を算出し、その結果を式(6)に用いて復調シンボルS’を算出する。
復調部b108は、式(6)の復調シンボルS’からビット対数尤度比を算出する。この算出処理には等価振幅利得が用いられる。具体的には、QPSKの場合、次式(9)で表わされる第nサブキャリアの等価振幅利得μに対してと、ビット対数尤度比λは、次式(10)、(11)で表わされる。ここで、式(10)、(11)は、それぞれ、1ビット目のビットbn,0、2ビット目のビットbn,1のビット対数尤度比λ(bn,0)、λ(bn,1)である。
Here, E [X] represents an ensemble average of X. In this embodiment, the propagation path estimation unit b106 uses the pilot signal to calculate the noise power σ z 2 and the ICI power σ I 2, and uses the result in equation (6) to demodulate the demodulated symbol S ′ n. Is calculated.
Demodulator b108 calculates the bit log likelihood ratio from the demodulation symbol S 'n of formula (6). An equivalent amplitude gain is used for this calculation process. Specifically, in the case of QPSK, the bit log likelihood ratio λ is expressed by the following equations (10) and (11) with respect to the equivalent amplitude gain μ n of the n-th subcarrier expressed by the following equation (9). Represented. Here, the equations (10) and (11) are respectively expressed by bit log likelihood ratios λ (b n, 0 ) and λ (1) of the first bit b n, 0 and the second bit b n, 1. b n, 1 ).

Figure 0005428788
Figure 0005428788

Figure 0005428788
Figure 0005428788

Figure 0005428788
Figure 0005428788

次に、繰返し処理についての動作原理について説明をする。シンボルレプリカ生成部b110は、復号部b109が復号したビット対数尤度比の期待値を算出し、算出した期待値を復号及び変調してシンボルレプリカS’’を生成する。シンボルレプリカS’’は、IFFT部b111で周波数時間変換され、GI挿入部b112でGIが挿入される。GI挿入部b112が出力する送信信号レプリカs’’は、次式(12)で表わされる。 Next, the principle of operation for iterative processing will be described. The symbol replica generation unit b110 calculates an expected value of the bit log likelihood ratio decoded by the decoding unit b109, decodes and modulates the calculated expected value, and generates a symbol replica S ″ n . The symbol replica S ″ n is frequency-time converted by the IFFT unit b111, and the GI is inserted by the GI insertion unit b112. The transmission signal replica s ″ k output from the GI insertion unit b112 is expressed by the following equation (12).

Figure 0005428788
Figure 0005428788

ここで、式(12)の送信信号レプリカs’’を生成するために、IFFT部b111は逆高速フーリエ変換を行い、この変換での乗算回数のオーダはO(NlogN)である。
伝搬路推定部b106は、式(12)で表わされた送信信号レプリカ、受信部b102から入力された受信信号に基づいてチャネルインパルス応答hd,kを推定する。また、伝搬路推定部b106は、チャネルインパルス応答hd,kを時間平均して時間周波数変換を行い、周波数応答Wn,nを算出する。
フィルタ部b113は、チャネルインパルス応答hd,kと、式(12)で表わされる送信信号レプリカs’’と、に基づいて、次式(13)で表わされる受信信号レプリカr’’を生成する。
Here, in order to generate the transmission signal replica s ″ k of Expression (12), the IFFT unit b111 performs inverse fast Fourier transform, and the order of the number of multiplications in this transform is O (Nlog 2 N).
The propagation path estimation unit b106 estimates the channel impulse response hd , k based on the transmission signal replica expressed by Expression (12) and the reception signal input from the reception unit b102. Further, the propagation path estimation unit b106 performs time-frequency conversion by averaging the channel impulse responses hd , k , and calculates the frequency response Wn , n .
Based on the channel impulse response h d, k and the transmission signal replica s ″ k represented by the equation (12), the filter unit b113 converts the received signal replica r ″ k represented by the following equation (13). Generate.

Figure 0005428788
Figure 0005428788

なお、式(13)の受信信号レプリカを生成するために、フィルタ部b113が行う処理での乗算回数のオーダはO(DN)である。ここで、一般的にD<<Nであるため、O(N)と考えてもよい。
減算部b103は、式(1)で表わされる受信信号rから、式(13)で表わされる受信信号レプリカr’’を減算し、次式(14)で表わされる信号r’を出力する。
Note that the order of the number of multiplications in the processing performed by the filter unit b113 to generate the received signal replica of Expression (13) is O (DN). Here, since D << N in general, it may be considered as O (N).
The subtractor b103 subtracts the received signal replica r ″ k represented by the equation (13) from the received signal r k represented by the equation (1), and outputs a signal r ′ k represented by the following equation (14). To do.

Figure 0005428788
Figure 0005428788

GI除去部b104は、FFT区間の信号r’からGIを除去し、FFT部b105は、GIを除去した信号を時間周波数変換する。FFT部b105が出力する信号R’は、次式(15)で表わされる。 GI removal unit b104 removes the GI from the signal r 'k of the FFT interval, FFT section b105 is time-frequency converting a signal obtained by removing the GI. The signal R ′ n output from the FFT unit b105 is expressed by the following equation (15).

Figure 0005428788
Figure 0005428788

ここで、式(15)の信号R’を生成するために、FFT部b105は高速フーリエ変換を行い、この変換での乗算回数のオーダはO(NlogN)である。
復元部b107は、シンボルレプリカS’’に周波数応答Wn,nを乗算して、伝搬路の影響を受けた所望信号のレプリカ信号Wn,nS’’を生成する。復元部b107は、式(15)で表わされる信号R’に生成したレプリカ信号Wn,nS’’を加算する。この加算後の信号Yは、次式(16)で表わされる。
Here, in order to generate the signal R ′ n of Expression (15), the FFT unit b105 performs a fast Fourier transform, and the order of the number of multiplications in this transform is O (Nlog 2 N).
The restoration unit b107 multiplies the symbol replica S ″ n by the frequency response W n, n to generate a replica signal W n, n S ″ n of the desired signal affected by the propagation path. The restoration unit b107 adds the generated replica signal W n, n S ″ n to the signal R ′ n represented by Expression (15). The signal Y n after the addition is expressed by the following equation (16).

Figure 0005428788
Figure 0005428788

この式(16)は、第nサブキャリアの所望信号が残り、ICIが除去された信号であることを意味する。ICIが除去されることで、信号対干渉雑音電力比(SINR)が改善でき、伝送特性が改善される。
また、復元部b107は、式(16)の信号Yを生成するための処理をサブキャリア毎に行うため、この処理での乗算回数のオーダはO(N)である。復調部b108は、例えばMMSE基準のフィルタリングを用いた場合、式(16)で表わされる信号Yから次式(17)で表わされる第nサブキャリアの復調シンボルS’を算出して復調する。
This equation (16) means that the desired signal of the nth subcarrier remains and the ICI is removed. By removing ICI, the signal-to-interference noise power ratio (SINR) can be improved, and the transmission characteristics are improved.
Also, restoration section b107 is for performing processing for generating a signal Y n of the formula (16) for each subcarrier, the order of the number of multiplications in this process is O (N). Demodulator b108, for example when using a filtering MMSE criterion, demodulate by calculating a demodulated symbol S 'n of the n sub-carrier represented by the following formula from the signal Y n of the formula (16) (17) .

Figure 0005428788
Figure 0005428788

なお、本実施形態では、復元部b107は、後述する近似式(19)を用いて復調シンボルS’を算出する。
復号部b109は、式(17)で表わされる復調シンボルS’のビット対数尤度比λ(bn,0)、λ(bn,1)に対して、復号処理を行う。その後は、繰返し処理をくり返す。以上説明した繰返し処理を繰り返すことで伝送特性を大幅に改善することができる。
なお、式(5)で表わされる周波数応答Wn,nにおいて、式(5)内のチャネルインパルス応答に代えて、変動しているチャネルインパルス応答のシンボルの中央の値を用いてもよい。この場合、式(5)に代えて用いられる周波数応答Wn,nは、次式(18)で表わされる。
In the present embodiment, the restoration unit b107 calculates a demodulated symbol S ′ n using an approximate expression (19) described later.
The decoding unit b109 performs a decoding process on the bit log likelihood ratios λ (b n, 0 ) and λ (b n, 1 ) of the demodulated symbol S ′ n expressed by Expression (17). Thereafter, the iterative process is repeated. By repeating the above-described iterative process, the transmission characteristics can be greatly improved.
In addition, in the frequency response W n, n represented by the equation (5), the center value of the symbol of the changing channel impulse response may be used instead of the channel impulse response in the equation (5). In this case, the frequency response W n, n used instead of the equation (5) is expressed by the following equation (18).

Figure 0005428788
Figure 0005428788

これにより、周波数応答Wn,nの算出処理を軽減することができる。
また、式(17)は、受信信号レプリカによる除去残差を正確に考慮し、復号処理によって事前情報が得られ、さらに、各サブキャリアの変調シンボルの電力が1に正規化できなくなることも考慮した場合の式である。これに対し、除去残差を雑音近似し、復調シンボルの電力を1に正規化してもよい。この場合、復調部b108は、復調シンボルS’を次式(19)を用いて算出する。
Thereby, the calculation process of frequency response Wn , n can be reduced.
Equation (17) also takes into account that the removal residual due to the received signal replica is accurately taken into account, prior information is obtained by decoding processing, and that the power of the modulation symbol of each subcarrier cannot be normalized to 1. This is the formula when On the other hand, the removal residual may be approximated with noise, and the power of the demodulated symbol may be normalized to 1. In this case, the demodulator b108 calculates the demodulated symbol S ′ n using the following equation (19).

Figure 0005428788
Figure 0005428788

ここで、σI’ はICI除去残差の電力(信号R’のサブキャリアについてのアンサンブル平均)である。このようにしても特性は劣化しない。式(17)では、分母の第2項のICIの除去残差項の計算のためにオーダO(N)の乗算回数が必要である。しかし、式(19)を用いることで、オーダO(N)の乗算回数で処理をすることができ、乗算回数を大きく削減できる。よって、繰返し処理の各部における最大の乗算回数のオーダはO(NlogN)となり、受信装置b1は、オーダO(NlogN)の乗算回数の処理で、繰返し処理を行うことができる。 Here, σ I ′ 2 is the power of the ICI removal residual (ensemble average for the subcarriers of the signal R ′ n ). Even if it does in this way, a characteristic does not deteriorate. In Expression (17), the number of multiplications of order O (N 2 ) is necessary for calculating the ICI removal residual term of the second term of the denominator. However, by using Expression (19), processing can be performed with the number of multiplications of order O (N), and the number of multiplications can be greatly reduced. Therefore, the order of the maximum number of multiplications in each part of the iterative process is O (Nlog 2 N), and the receiving apparatus b1 can perform the iterative process by the process of the number of multiplications of order O (Nlog 2 N).

<受信装置b1の動作について>
図5は、本実施形態に係る受信装置b1の動作を示すフローチャートである。なお、この図が示す動作は、図3の受信部b102が初回に受信信号を減算部b103に出力した後の処理である。
<Operation of Receiving Device b1>
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the receiving device b1 according to this embodiment. The operation shown in this figure is processing after the reception unit b102 in FIG. 3 outputs the reception signal to the subtraction unit b103 for the first time.

(ステップS101)減算部b103は、受信信号から、後述するステップS108で生成された受信信号レプリカを減算する。その後、ステップS102へ進む。
(ステップS102)FFT部b105は、ステップS101での減算結果の信号に対して時間周波数変換を行う。その後、ステップS103へ進む。
(ステップS103)復元部b107は、サブキャリア毎に、ステップS102での変換結果の信号に対して、後述するステップS107で生成するシンボルレプリカに周波数応答を乗算したレプリカ信号を加算する。その後、ステップS104へ進む。
(Step S101) The subtraction unit b103 subtracts the reception signal replica generated in step S108 described later from the reception signal. Then, it progresses to step S102.
(Step S102) The FFT unit b105 performs time-frequency conversion on the signal resulting from the subtraction in Step S101. Thereafter, the process proceeds to step S103.
(Step S103) The restoration unit b107 adds, for each subcarrier, a replica signal obtained by multiplying a symbol replica generated in step S107 described later by a frequency response to the signal of the conversion result in step S102. Thereafter, the process proceeds to step S104.

(ステップS104)復調部b108は、ステップS103での加算結果の信号に対して、伝搬路補償し、ビット対数尤度比を算出する。その後、ステップS105へ進む。
(ステップS105)復号部b109は、ステップS104での算出結果のビット対数尤度比に対して、誤り訂正等の復号処理を行う。その後、ステップS106へ進む。
(ステップS106)復号部b109は、ステップS105での復号結果に誤りが検出されなかったか、もしくは、既定の回数の処理が行われたかを判定する。これらのいずれかに該当する場合(Yes)、受信装置b1は動作を終了する。一方、これらの両方に該当しない場合(No)、ステップS107へ進む。なお、復号結果に誤りがあるかの判定は、例えば、MAC(Media Access Control)層で行ってもよい。
(Step S104) The demodulation unit b108 performs propagation path compensation on the signal resulting from the addition in step S103, and calculates a bit log likelihood ratio. Thereafter, the process proceeds to step S105.
(Step S105) The decoding unit b109 performs decoding processing such as error correction on the bit log likelihood ratio of the calculation result in step S104. Thereafter, the process proceeds to step S106.
(Step S106) The decoding unit b109 determines whether an error is not detected in the decoding result in step S105, or whether a predetermined number of processes have been performed. If any of these is true (Yes), the receiving apparatus b1 ends the operation. On the other hand, when it does not correspond to both of these (No), it progresses to step S107. Note that the determination of whether or not there is an error in the decoding result may be performed, for example, in a MAC (Media Access Control) layer.

(ステップS107)シンボルレプリカ生成部b110は、ステップS105での復号結果のビット対数尤度比からシンボルレプリカを生成する。その後、ステップS108へ進む。
(ステップS108)IFFT部b111、GI挿入部b112、及びフィルタ部b113は、ステップS107で生成されたシンボルレプリカに基づいて受信信号レプリカを生成する。その後、ステップS101へ進む。
(Step S107) The symbol replica generation unit b110 generates a symbol replica from the bit log likelihood ratio of the decoding result in step S105. Thereafter, the process proceeds to step S108.
(Step S108) The IFFT unit b111, the GI insertion unit b112, and the filter unit b113 generate a received signal replica based on the symbol replica generated in step S107. Then, it progresses to step S101.

このように、本実施形態によれば、受信装置b1は、ICIを除去した受信信号の各サブキャリア成分を抽出し、抽出した各サブキャリア成分の信号を復調する。これにより、受信装置b1は、計算量の増大を防止することができる。   Thus, according to the present embodiment, the receiving apparatus b1 extracts each subcarrier component of the received signal from which ICI is removed, and demodulates the signal of each extracted subcarrier component. Thereby, the receiving device b1 can prevent an increase in the calculation amount.

<実験結果>
以下、本実施形態に係る通信システムの有効性を示すために行った計算機シミュレーションの結果について説明をする。
図6は、本実施形態に係る通信システムのシミュレーション条件の一例を示す概略図である。本例のシミュレーションでは、図6の条件でシミュレーションを行った。
<Experimental result>
Hereinafter, the result of the computer simulation performed to show the effectiveness of the communication system according to the present embodiment will be described.
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of simulation conditions of the communication system according to the present embodiment. In the simulation of this example, the simulation was performed under the conditions of FIG.

図7は、本実施形態に係る通信システムのシミュレーション結果の一例を示す概略図である。この図において、横軸は平均Es/No(平均受信エネルギー対雑音電力密度比)であり、縦軸は平均フレーム誤り率(FER:Frame Error Rate)特性を示す。なお、この図は、図6のシミュレーション条件で行った場合のシミュレーションの結果を示す。   FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an example of a simulation result of the communication system according to the present embodiment. In this figure, the horizontal axis represents average Es / No (average reception energy to noise power density ratio), and the vertical axis represents average frame error rate (FER) characteristics. This figure shows the result of the simulation performed under the simulation conditions of FIG.

図7において、符号P1を付したグラフは、初回処理のみを行う(繰り返し処理を行わない)場合の特性(特性1という)を示す。また、符号P2を付したグラフは、本実施形態に係る受信装置b1での特性(特性2という)を示す。また、符号P3を付したグラフは、伝搬路変動がない(最大ドップラー周波数が0Hz)ときの初回処理のみを行う場合の特性(特性3という)を示す。特性1と特性2とを比較すると、高速移動(大きな伝搬路変動)に起因するICIを除去できるため、平均Es/Noが16dBの場合に平均FERが前者では0.6であるのに対して後者では0.006となり、精度が大きく改善していることが分かる。また、特性2は、特性3と比較しても精度がよいことが分かる。これは伝搬路が変動することにより時間ダイバーシチ効果を得られるためである。   In FIG. 7, a graph denoted by reference sign P1 indicates a characteristic (referred to as characteristic 1) when only the initial process is performed (no repetition process is performed). Further, the graph denoted by reference symbol P2 indicates a characteristic (referred to as characteristic 2) in the receiving apparatus b1 according to the present embodiment. Further, the graph denoted by reference symbol P3 shows a characteristic (referred to as characteristic 3) when only the initial process is performed when there is no propagation path variation (the maximum Doppler frequency is 0 Hz). Comparing characteristic 1 and characteristic 2, it is possible to remove ICI due to high-speed movement (large propagation path fluctuation), so when the average Es / No is 16 dB, the average FER is 0.6 in the former The latter is 0.006, which shows that the accuracy is greatly improved. Further, it can be seen that the characteristic 2 is more accurate than the characteristic 3. This is because the time diversity effect can be obtained by changing the propagation path.

なお、上記第1の実施形態において、フィルタ部b113が受信信号レプリカを生成し、減算部b103がこの受信信号レプリカを減算し、復元部b107が所望信号のレプリカ信号を加算して、サブキャリア毎に復調処理を行う場合について説明をした。しかし、本発明はこれに限らず、フィルタ部b113が受信信号から所望信号の受信信号を除いた信号レプリカを生成し、減算部b103がこの信号レプリカを減算し、サブキャリア毎に復調処理を行ってもよい。
この場合、上記の式(14)は、次式(20)、(21)で置き換えられる。
In the first embodiment, the filter unit b113 generates a reception signal replica, the subtraction unit b103 subtracts the reception signal replica, and the restoration unit b107 adds the replica signal of the desired signal. The case where demodulation processing is performed has been described. However, the present invention is not limited to this, the filter unit b113 generates a signal replica obtained by removing the received signal of the desired signal from the received signal, and the subtracting unit b103 subtracts the signal replica and performs demodulation processing for each subcarrier. May be.
In this case, the above equation (14) is replaced by the following equations (20) and (21).

Figure 0005428788
Figure 0005428788

また、上記第1の実施形態において、通信システムはマルチキャリア信号の通信を行う場合について説明したが、本発明はこれに限らず、FFTを用いてシングルキャリア信号の通信を行う場合にも、適用することができる。   In the first embodiment described above, the communication system performs communication of multicarrier signals. However, the present invention is not limited to this, and is also applicable to communication of single carrier signals using FFT. can do.

(第2の実施形態)
以下、図面を参照しながら本発明の第2の実施形態について詳しく説明する。本実施形態では、受信装置が、伝搬路変動によって所望サブキャリアから他のサブキャリアに漏れた信号を用いて受信信号を復調する場合について説明する。
本実施形態に係る通信システムの概念図は第1の実施形態(図1)と同じであるので説明は省略する。ここで、本実施形態に係る送信装置Aは、第1の実施形態と同じ送信装置a1であるので、説明は省略する。以下、本実施形態では、受信装置Bを受信装置b2という。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present embodiment, a case will be described in which the receiving apparatus demodulates a received signal using a signal leaked from a desired subcarrier to another subcarrier due to propagation path fluctuation.
Since the conceptual diagram of the communication system according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment (FIG. 1), description thereof is omitted. Here, the transmission apparatus A according to the present embodiment is the same transmission apparatus a1 as that of the first embodiment, and thus description thereof is omitted. Hereinafter, in the present embodiment, the receiving device B is referred to as a receiving device b2.

図8は、本発明の第2の実施形態に係る受信装置b2の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る受信装置b2(図8)と第1の実施形態に係る受信装置b1(図3)とを比較すると、FFT部b205、伝搬路推定部b206、復元部b207、及び復調部b208が異なる。しかし、他の構成要素(受信アンテナb101、受信部b102、減算部b103、GI除去部b104、復号部b109、シンボルレプリカ生成部b110、IFFT部b111、GI挿入部b112、及びフィルタ部a113)が持つ機能は第1の実施形態と同じである。第1の実施形態と同じ機能の説明は省略する。なお、減算部b103、GI除去部b104、FFT部b205、復元部b207、フィルタ部a113を信号抽出部B2という。   FIG. 8 is a schematic block diagram showing the configuration of the receiving device b2 according to the second embodiment of the present invention. When the receiving apparatus b2 (FIG. 8) according to the present embodiment is compared with the receiving apparatus b1 (FIG. 3) according to the first embodiment, an FFT unit b205, a propagation path estimating unit b206, a restoring unit b207, and a demodulating unit b208. Is different. However, other components (reception antenna b101, reception unit b102, subtraction unit b103, GI removal unit b104, decoding unit b109, symbol replica generation unit b110, IFFT unit b111, GI insertion unit b112, and filter unit a113) are included. The function is the same as in the first embodiment. A description of the same functions as those in the first embodiment is omitted. Note that the subtraction unit b103, the GI removal unit b104, the FFT unit b205, the restoration unit b207, and the filter unit a113 are referred to as a signal extraction unit B2.

FFT部b205は、GI除去部b104から入力された時間領域の信号に対して時間周波数変換を行い、変換した周波数領域の信号を復元部b207に出力する。ここで、FFT部b205は、復元部b207の第nサブキャリアの信号に対して、周辺の第n+lサブキャリア(l=1、−1、2、−2、・・・、L、−L)の信号をあわせて出力する。なお、サブキャリア番号nは、周波数が大きい又は小さい順に昇順に付された番号である。   The FFT unit b205 performs time-frequency conversion on the time-domain signal input from the GI removal unit b104, and outputs the converted frequency-domain signal to the restoration unit b207. Here, the FFT unit b205 is a peripheral n + 1 subcarrier (l = 1, −1, 2, −2,..., L, −L) with respect to the nth subcarrier signal of the restoration unit b207. Are output together. The subcarrier number n is a number assigned in ascending order from the highest frequency to the lowest frequency.

伝搬路推定部b206は、第1の実施形態に係る伝搬路推定部b106の処理に加えて、パイロット信号に基づいて第nサブキャリアから第n+lサブキャリアへの漏れ込み係数を算出する。伝搬路推定部b206は、算出した漏れ込み係数を復元部b207及び復調部b208に出力する。   In addition to the process of the propagation path estimation unit b106 according to the first embodiment, the propagation path estimation unit b206 calculates a leak coefficient from the nth subcarrier to the n + 1th subcarrier based on the pilot signal. The propagation path estimation unit b206 outputs the calculated leakage coefficient to the restoration unit b207 and the demodulation unit b208.

復元部b207は、サブキャリア毎に、伝搬路推定部b206から入力された漏れ込み係数を、シンボルレプリカ生成部b110から入力されたシンボルレプリカに乗算して、第nサブキャリアから第n+lサブキャリアに漏れ込んだ所望信号のレプリカ信号(第n+l漏込レプリカ信号という)を生成する。復元部b207は、FFT部b205から入力された第n+lサブキャリアの信号に、生成した第n+l漏込レプリカ信号を加算する。すなわち、復元部b207は、FFT部b205が変換した周波数領域の信号のサブキャリア成分を抽出し、抽出したサブキャリア成分の信号に対して、所望信号のレプリカ信号のサブキャリア成分であって当該サブキャリアに近接するサブキャリアの成分を加算する。
復元部b207は、第n+l漏込レプリカ信号を加算した信号を復調部b208に出力する。
The reconstruction unit b207 multiplies the leakage coefficient input from the propagation path estimation unit b206 by the symbol replica input from the symbol replica generation unit b110 for each subcarrier to change from the nth subcarrier to the n + 1 subcarrier. A replica signal (referred to as an (n + 1) th leaky replica signal) of the leaked desired signal is generated. The restoration unit b207 adds the generated n + 1 leaky replica signal to the n + 1 subcarrier signal input from the FFT unit b205. That is, the restoration unit b207 extracts the subcarrier component of the frequency domain signal converted by the FFT unit b205, and the subcarrier component of the replica signal of the desired signal is extracted from the extracted subcarrier component signal. The subcarrier components close to the carrier are added.
The restoration unit b207 outputs a signal obtained by adding the (n + 1) th leakage replica signal to the demodulation unit b208.

復調部b208は、伝搬路推定部b206から入力された漏れ込み係数、雑音電力、及びICI電力を用いて、ZF(Zero Forcing)基準、MMSE基準等を用いたフィルタ係数を算出する。復調部b208は、算出したフィルタ係数を用いて、伝搬路補償を行う。復調部b208は、伝搬路補償を行った信号を、送信装置a1から予め通知されたマッピング情報に基づいてデマッピングし、デマッピングした信号に対して、復調処理を行う。復調部b208は、復調処理の結果のビット対数尤度比を復号部b109に出力する。   The demodulator b208 uses the leakage coefficient, noise power, and ICI power input from the propagation path estimation unit b206 to calculate filter coefficients using a ZF (Zero Forcing) standard, an MMSE standard, and the like. The demodulator b208 performs propagation path compensation using the calculated filter coefficient. The demodulator b208 demaps the signal subjected to propagation path compensation based on the mapping information notified in advance from the transmission device a1, and performs demodulation processing on the demapped signal. The demodulation unit b208 outputs the bit log likelihood ratio as a result of the demodulation process to the decoding unit b109.

<動作原理について>
以下、受信装置b2の動作原理について、図8を参照ながら説明をする。なお、まず、初回の処理についての動作原理については、第1の実施形態と同じであるので説明は省略する。以下、繰返し処理についての動作原理について説明をする。
<About the operating principle>
Hereinafter, the operating principle of the receiving device b2 will be described with reference to FIG. First, the operation principle for the first process is the same as that in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. Hereinafter, the operation principle of the iterative process will be described.

第1の実施形態で説明したように、FFT部b205が出力する第nサブキャリアの信号R’は、式(15)で表わされる。よって、第n+lサブキャリアの信号R’n+lは、次式(22)で表わされる。 As described in the first embodiment, the signal R 'n of the n sub-carriers FFT unit b205 outputs are represented by the formula (15). Therefore, the signal R ′ n + 1 of the ( n + 1 ) th subcarrier is expressed by the following equation (22).

Figure 0005428788
Figure 0005428788

上記のように変形した式(22)では、第1項が第nサブキャリアの要素であることを示す。復元部b207は、シンボルレプリカS’’に周波数応答Wn+l,nを乗算して、第n+l漏込レプリカ信号Wn+l,nS’’を生成する。復元部b207は、式(22)で表わされる信号R’n+lに生成した、第n+l漏込レプリカ信号Wn+l,nS’’を加算する。この加算後の信号Xn,lは、次式(23)で表わされる。 Equation (22) modified as described above indicates that the first term is an element of the nth subcarrier. The restoration unit b207 multiplies the symbol replica S ″ n by the frequency response W n + 1, n to generate the ( n + 1) th leaky replica signal W n + 1, n S ″ n . Restoring unit b207 is' generated on the n + l, the n + l leak-replica signal W n + l, n S 'signal R of formula (22) adds a' n. The signal X n, l after this addition is expressed by the following equation (23).

Figure 0005428788
Figure 0005428788

復調部b108は、第nサブキャリアの復調シンボルS’を次式(24)を用いて算出する。ただし、次式(24)は、除去残差を雑音近似し、復調シンボルの電力を1に正規化した場合の式である。 The demodulator b108 calculates the demodulated symbol S ′ n of the n-th subcarrier using the following equation (24). However, the following expression (24) is an expression when the removal residual is approximated with noise and the power of the demodulated symbol is normalized to 1.

Figure 0005428788
Figure 0005428788

なお、各サブキャリアにおいて、他のサブキャリアから漏れ込んでくる信号の電力は、周波数の差が大きくなる程、減少する。よって、受信装置b1では、Lを予め定めておいていてもよく、例えば、L=±1であってもよい。つまり、隣接する2つのサブキャリアについてのみ考慮した値であってもよい。また、上記のように、受信装置b1では、第nサブキャリアから周波数について大小L個のサブキャリアに関する情報を処理に用いた。しかし本発明はこれに限らず、周波数の大小方向で異なる数のサブキャリアを用いて処理を行ってもよいし、また、周波数の大方向、又は、小方向のいずれかのみを用いて処理を行ってもよい。   In each subcarrier, the power of the signal leaking from other subcarriers decreases as the frequency difference increases. Therefore, in the receiving device b1, L may be determined in advance, for example, L = ± 1. That is, it may be a value considering only two adjacent subcarriers. Further, as described above, the receiving apparatus b1 uses information on the large and small L subcarriers for the frequency from the nth subcarrier for processing. However, the present invention is not limited to this, and processing may be performed using a different number of subcarriers in the frequency magnitude direction, or processing may be performed using only either the frequency major direction or the minor direction. You may go.

<受信装置b2の動作について>
図9は、本実施形態に係る受信装置b2の動作を示すフローチャートである。なお、この図が示す動作は、図8の受信部b102が初回に受信信号を減算部b103に出力した後の処理である。
本実施形態に係る受信装置b2の動作(図9)と第1の実施形態に係る受信装置b1の動作(図5)とを比較すると、ステップS203、S204の処理が異なる。しかし、他の処理(ステップS101、S102、S105〜S108の処理)は第1の実施形態と同じである。第1の実施形態と同じ処理の説明は省略する。
<Operation of Receiving Device b2>
FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the receiving device b2 according to this embodiment. The operation shown in this figure is processing after the reception unit b102 in FIG. 8 outputs the reception signal to the subtraction unit b103 for the first time.
When the operation of the receiving device b2 according to the present embodiment (FIG. 9) and the operation of the receiving device b1 according to the first embodiment (FIG. 5) are compared, the processes in steps S203 and S204 are different. However, other processes (steps S101, S102, and S105 to S108) are the same as those in the first embodiment. A description of the same processing as in the first embodiment is omitted.

(ステップS203)復元部b207は、サブキャリア毎に、ステップS102での変換結果の第n+1サブキャリアの信号に対して、ステップS107で生成するシンボルレプリカに漏れ込み係数を乗算した第n+l漏込レプリカ信号を加算する。その後、ステップS204へ進む。
(ステップS204)復調部b207は、ステップS203での加算結果の信号に対して、伝搬路補償し、ビット対数尤度比を算出する。その後、ステップS105へ進む。
(Step S203) For each subcarrier, the restoration unit b207 obtains the (n + 1) th leakage replica obtained by multiplying the symbol replica generated in step S107 by the leakage coefficient with respect to the signal of the (n + 1) th subcarrier converted in step S102. Add the signals. Thereafter, the process proceeds to step S204.
(Step S204) The demodulator b207 performs channel compensation on the signal resulting from the addition in step S203, and calculates a bit log likelihood ratio. Thereafter, the process proceeds to step S105.

このように、本実施形態によれば、受信装置b2は、サブキャリア成分の信号に対して、所望信号のレプリカ信号のサブキャリア成分であって当該サブキャリアに近接するサブキャリアの成分を加算する。これにより、受信装置b2はSINRを向上して高い伝送特性を得ることができる。   Thus, according to the present embodiment, the receiving apparatus b2 adds the subcarrier component of the replica signal of the desired signal and the subcarrier component close to the subcarrier to the subcarrier component signal. . As a result, the receiving apparatus b2 can improve SINR and obtain high transmission characteristics.

(第3の実施形態)
以下、図面を参照しながら本発明の第3の実施形態について詳しく説明する。本実施形態では、通信システムがMIMO(Multiple Input Multiple Output;多入力多出力)伝送方式の通信を行う場合について説明をする。
本実施形態に係る通信システムの概念図は第1の実施形態(図1)と同じであるので説明は省略する。以下、本実施形態では、送信装置Aを送信装置a3といい、受信装置Bを受信装置b3という。なお、本実施形態では、T本のアンテナを備えた送信装置a3が送信した信号を、R本のアンテナを備えた受信装置b3が受信する場合について説明をする。ここで、受信装置b3は、送信装置a3からT本のアンテナで送信されたT個のストリームをR本のアンテナで受信し、MIMO分離を行う。
(Third embodiment)
Hereinafter, the third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present embodiment, a case will be described in which the communication system performs communication using a MIMO (Multiple Input Multiple Output) transmission method.
Since the conceptual diagram of the communication system according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment (FIG. 1), description thereof is omitted. Hereinafter, in the present embodiment, the transmission device A is referred to as a transmission device a3, and the reception device B is referred to as a reception device b3. In the present embodiment, a case will be described in which a receiving device b3 having R antennas receives a signal transmitted by a transmitting device a3 having T antennas. Here, the receiving apparatus b3 receives T streams transmitted from the transmitting apparatus a3 through the T antennas through the R antennas, and performs MIMO separation.

<送信装置a3の構成について>
図10は、本発明の第3の実施形態に係る送信装置a3の構成を示す概略ブロック図である。この図において、送信装置a3は、パイロット生成部a301−t(t=1、2、・・・T、以下同じ)、符号部a302−t、変調部a303−t、マッピング部a304−t、IFFT部a305−t、GI挿入部a306−t、送信部a307−t、及び送信アンテナ部a308−tを含んで構成される。
<About the configuration of the transmission device a3>
FIG. 10 is a schematic block diagram showing the configuration of the transmission device a3 according to the third embodiment of the present invention. In this figure, a transmission device a3 includes a pilot generation unit a301-t (t = 1, 2,... T, the same shall apply hereinafter), a coding unit a302-t, a modulation unit a303-t, a mapping unit a304-t, and an IFFT. Unit 305-t, GI insertion unit a306-t, transmission unit a307-t, and transmission antenna unit a308-t.

パイロット生成部a301−tは、受信装置b3がその波形(あるいは、その信号系列)の振幅値を予め記憶するパイロット信号を生成し、マッピング部a304−tに出力する。
符号部a302−tは、受信装置b3に送信する情報ビットに対して畳込み符号、ターボ符号、LDPC符号などの誤り訂正符号を用いて符号化し、符号化ビットを生成する。符号部a302−tは、生成した符号化ビットを変調部a303−tに出力する。
変調部a303−tは、符号部a302−tから入力された符号化ビットを、PSKやQAMなどの変調方式を用いて変調し、変調シンボルを生成する。変調部a303−tは、生成した変調シンボルをマッピング部a304−tに出力する。
The pilot generation unit a301-t generates a pilot signal in which the receiving device b3 stores in advance the amplitude value of the waveform (or the signal sequence), and outputs the pilot signal to the mapping unit a304-t.
The encoding unit a302-t encodes information bits to be transmitted to the reception device b3 using an error correction code such as a convolutional code, a turbo code, and an LDPC code, and generates encoded bits. The encoding unit a302-t outputs the generated encoded bits to the modulation unit a303-t.
The modulation unit a303-t modulates the coded bits input from the coding unit a302-t using a modulation scheme such as PSK or QAM, and generates a modulation symbol. The modulation unit a303-t outputs the generated modulation symbol to the mapping unit a304-t.

マッピング部a304−tは、パイロット生成部a301−tから入力されたパイロット信号、及び変調部a303−tから入力された変調シンボルを、予め定められたマッピング情報に基づいてリソースにマッピングして周波数領域の信号を生成し、生成した周波数領域の信号をIFFT部a305−tに出力する。また、マッピング情報は、送信装置a3が決定し、送信装置a3から受信装置b3へ予め通知される。
IFFT部a305−tは、マッピング部a304−tから入力された周波数領域の信号を周波数−時間変換し、時間領域の信号を生成する。IFFT部a305−tは、生成した時間領域の信号をGI挿入部a306−tに出力する。
The mapping unit a304-t maps the pilot signal input from the pilot generation unit a301-t and the modulation symbol input from the modulation unit a303-t to resources based on predetermined mapping information, and performs frequency domain And the generated frequency domain signal is output to the IFFT unit a305-t. Also, the mapping information is determined by the transmission device a3 and is notified in advance from the transmission device a3 to the reception device b3.
The IFFT unit a305-t performs frequency-time conversion on the frequency domain signal input from the mapping unit a304-t to generate a time domain signal. The IFFT unit a305-t outputs the generated time domain signal to the GI insertion unit a306-t.

GI挿入部a306−tは、IFFT部a305−tから入力された時間領域の信号に対して、FFT区間の信号毎にガードインターバルを付加する。ここで、ガードインターバルとは、FFT区間の信号の後方の一部を複製したものであり、GI挿入部a306−tは、この複製した信号をこのFFT区間の信号の前方に付加する。
GI挿入部a306−tは、ガードインターバルを付加した信号を送信部a307−tに出力する。
送信部a307−tは、GI挿入部a306−tから入力された信号をデジタル・アナログ変換し、変換したアナログ信号を波形整形する。送信部a307−tは、波形整形した信号をベースバンド帯から無線周波数帯にアップコンバートし、送信アンテナa308−tから受信装置b3へ送信する。
The GI insertion unit a306-t adds a guard interval for each signal in the FFT interval to the time domain signal input from the IFFT unit a305-t. Here, the guard interval is a duplicate of the rear part of the signal in the FFT interval, and the GI insertion unit a306-t adds the duplicated signal to the front of the signal in the FFT interval.
The GI insertion unit a306-t outputs a signal with the guard interval added to the transmission unit a307-t.
The transmission unit a307-t performs digital / analog conversion on the signal input from the GI insertion unit a306-t, and shapes the converted analog signal. The transmission unit a307-t upconverts the waveform-shaped signal from the baseband to the radio frequency band, and transmits the signal from the transmission antenna a308-t to the reception device b3.

<受信装置b3の構成について>
図11は、本実施形態に係る受信装置b3の構成を示す概略ブロック図である。この図において、受信装置b3は、受信アンテナb301−r(r=1、2、・・・R、以下同じ)、受信部b302−r、減算部b303−r、GI除去部b304−r、FFT部b305−r、受信信号レプリカ生成部B3−r、復元部b307−r、復調部b308、復号部b309−t、及び、シンボルレプリカ生成部b310−tを含んで構成される。なお、減算部b303−1〜b303−R、GI除去部b304−1〜b304−R、FFT部b305−1〜b305−R、復元部b307−1〜b307−R、受信信号レプリカ生成部B3−1〜B3−R(後述するフィルタ部b313−1〜b313−R)を信号抽出部B3という。
<About the configuration of the receiving device b3>
FIG. 11 is a schematic block diagram showing the configuration of the receiving device b3 according to this embodiment. In this figure, the receiving device b3 includes a receiving antenna b301-r (r = 1, 2,... R, the same applies hereinafter), a receiving unit b302-r, a subtracting unit b303-r, a GI removing unit b304-r, and an FFT. Unit b305-r, reception signal replica generation unit B3-r, restoration unit b307-r, demodulation unit b308, decoding unit b309-t, and symbol replica generation unit b310-t. Note that the subtraction units b303-1 to b303-R, the GI removal units b304-1 to b304-R, the FFT units b305-1 to b305-R, the restoration units b307-1 to b307-R, and the received signal replica generation unit B3- 1 to B3-R (filter units b313-1 to b313-R described later) are referred to as a signal extraction unit B3.

受信部b302−rは、送信装置a3が送信した送信信号を、受信アンテナb301−rを介して受信する。受信部b302−rは、受信した信号に対して、周波数変換及びアナログ―デジタル変換を行う。受信部b302−rは、変換を行った受信信号を記憶する。受信部b302−rは、初回処理、及び、後述するフィルタ部b313−rが減算部b303−rに受信信号レプリカを入力するタイミングで、記憶する受信信号を減算部b303−r及び受信信号レプリカ生成部B3−rに出力する。   The reception unit b302-r receives the transmission signal transmitted from the transmission device a3 via the reception antenna b301-r. The receiving unit b302-r performs frequency conversion and analog-digital conversion on the received signal. The receiving unit b302-r stores the converted received signal. The reception unit b302-r generates the reception signal to be stored and the subtraction unit b303-r and the reception signal replica generation at the initial process and the timing when the filter unit b313-r described later inputs the reception signal replica to the subtraction unit b303-r. Output to part B3-r.

減算部b303−rは、受信部b302−rから入力された受信信号から、後述する受信信号レプリカ生成部B3−rから入力された受信信号レプリカを減算する。減算部b303−rは、受信信号レプリカを減算した信号をGI除去部b304−rに出力する。
なお、初回処理の場合、受信信号レプリカ生成部B3−rから減算部b303−rへの入力はなく(ゼロであり)、減算部b303−rは、受信部b302−rから入力された受信信号をそのままGI除去部b304−rに出力する。
The subtraction unit b303-r subtracts the reception signal replica input from the reception signal replica generation unit B3-r described later from the reception signal input from the reception unit b302-r. The subtraction unit b303-r outputs a signal obtained by subtracting the received signal replica to the GI removal unit b304-r.
In the case of the initial processing, there is no input from the reception signal replica generation unit B3-r to the subtraction unit b303-r (it is zero), and the subtraction unit b303-r receives the reception signal input from the reception unit b302-r. Is directly output to the GI removal unit b304-r.

GI除去部b304−rは、減算部b303−rから入力された信号からGIを除去し、GIを除去した信号をFFT部b305−rに出力する。
FFT部b305−rは、GI除去部b304−rから入力された時間領域の信号に対して時間周波数変換を行い、変換した周波数領域の信号を復元部b307−rに出力する。
The GI removal unit b304-r removes the GI from the signal input from the subtraction unit b303-r and outputs the signal from which the GI has been removed to the FFT unit b305-r.
The FFT unit b305-r performs time-frequency conversion on the time domain signal input from the GI removal unit b304-r, and outputs the converted frequency domain signal to the restoration unit b307-r.

受信信号レプリカ生成部B3−rは、送信装置a3のアンテナa308−t(第tアンテナという)各々からアンテナb301−r(第rアンテナという)への周波数応答を推定し、復元部b307−r及び復調部b308に出力する。また、受信信号レプリカ生成部B3−rは、雑音電力及びICI電力を算出し、復調部b308に出力する。
また、受信信号レプリカ生成部B3−rは、シンボルレプリカ生成部b310−tから入力されたシンボルレプリカから、第rアンテナで受信した受信信号の受信信号レプリカを生成し、減算部b303−rに出力する。なお、受信信号レプリカ生成部B3−rの構成及び処理の詳細については、後述する。
The reception signal replica generation unit B3-r estimates the frequency response from each of the antennas a308-t (referred to as the t-th antenna) of the transmission device a3 to the antenna b301-r (referred to as the r-th antenna), and the restoration unit b307-r and It outputs to the demodulation part b308. Also, the reception signal replica generation unit B3-r calculates noise power and ICI power, and outputs them to the demodulation unit b308.
The reception signal replica generation unit B3-r generates a reception signal replica of the reception signal received by the r-th antenna from the symbol replica input from the symbol replica generation unit b310-t, and outputs the reception signal replica to the subtraction unit b303-r. To do. Details of the configuration and processing of the reception signal replica generation unit B3-r will be described later.

復元部b307−rは、サブキャリア毎に、伝搬路推定部b306から入力された周波数応答を、後述するシンボルレプリカ生成部b310−tから入力されたシンボルレプリカに乗算して、伝搬路の影響を受けた所望信号のレプリカ信号を生成する。復元部b307−rは、サブキャリア毎に、FFT部b305−rから入力された信号に生成したレプリカ信号を加算する。すなわち、復元部b307−rは、FFT部b305−rが変換した周波数領域の信号のサブキャリア成分を抽出し、抽出したサブキャリア成分の信号に対して、所望信号のレプリカ信号の当該サブキャリア成分のうち所望のストリーム(第tストリーム)成分を加算する。復元部b307−rは、レプリカ信号を加算した信号を復調部b308に出力する。
なお、初回の処理の場合、シンボルレプリカ生成部b310−tから復元部b307−rへの入力はなく(ゼロであり)、シンボルレプリカ生成部b310−tは、FFT部b305−rから入力された信号をそのまま復調部b308に出力する。
For each subcarrier, the restoration unit b307-r multiplies the frequency response input from the propagation path estimation unit b306 by a symbol replica input from a symbol replica generation unit b310-t described later, to thereby influence the propagation path. A replica signal of the received desired signal is generated. The restoration unit b307-r adds the generated replica signal to the signal input from the FFT unit b305-r for each subcarrier. That is, the restoration unit b307-r extracts the subcarrier component of the frequency domain signal transformed by the FFT unit b305-r, and the subcarrier component of the replica signal of the desired signal is extracted from the extracted subcarrier component signal. Among these, a desired stream (t-th stream) component is added. The restoration unit b307-r outputs a signal obtained by adding the replica signal to the demodulation unit b308.
In the case of the first processing, there is no input from the symbol replica generation unit b310-t to the restoration unit b307-r (zero), and the symbol replica generation unit b310-t is input from the FFT unit b305-r. The signal is output as it is to the demodulator b308.

復調部b308は、伝搬路推定部b306−rから入力された周波数応答、雑音電力、及びICI電力を用いて、ZF基準、MMSE基準等を用いたフィルタ係数を算出する。復調部b308は、算出したフィルタ係数を用いて、伝搬路補償を行う。復調部b308は、伝搬路補償を行った信号を、送信装置a3から予め通知されたマッピング情報に基づいてデマッピングし、デマッピングした信号に対して、復調処理を行う。復調部b309−tは、第tアンテナから送信された送信信号系列(第tストリームという)の信号について、復調処理の結果のビット対数尤度比を復号部b309−tに出力する。   The demodulation unit b308 calculates filter coefficients using the ZF criterion, the MMSE criterion, and the like using the frequency response, noise power, and ICI power input from the propagation path estimation unit b306-r. The demodulator b308 performs propagation path compensation using the calculated filter coefficient. The demodulator b308 demaps the signal subjected to propagation path compensation based on the mapping information notified in advance from the transmission device a3, and performs demodulation processing on the demapped signal. The demodulation unit b309-t outputs a bit log likelihood ratio as a result of the demodulation processing to the decoding unit b309-t for the signal of the transmission signal sequence (referred to as the tth stream) transmitted from the tth antenna.

復号部b309−tは、復調部b308から入力された復調シンボルに対して、例えば、最尤復号法、最大事後確率推定、log−MAP、Max−log−MAP、SOVA等を用いて、復号処理を行う。
この復号処理の結果、誤りが検出されなかったと判定した場合、もしくは、既定の回数の処理が行われたと判定した場合、復号部b309−tは、復号結果のビット対数尤度比を情報データビットとして出力する。一方、誤りが検出された、かつ、規定の回数の処理が行われていない、と判定した場合、復号部b309−tは、復号結果のビット対数尤度比をシンボルレプリカ生成部b310−tに出力する。
The decoding unit b309-t performs a decoding process on the demodulated symbol input from the demodulation unit b308 using, for example, maximum likelihood decoding, maximum posterior probability estimation, log-MAP, Max-log-MAP, SOVA, and the like. I do.
When it is determined that no error is detected as a result of the decoding process, or when it is determined that a predetermined number of processes have been performed, the decoding unit b309-t sets the bit log likelihood ratio of the decoding result as an information data bit. Output as. On the other hand, when it is determined that an error has been detected and the specified number of processes has not been performed, the decoding unit b309-t sends the bit log likelihood ratio of the decoding result to the symbol replica generation unit b310-t. Output.

シンボルレプリカ生成部b310−tは、復号部b309−tから入力されたビット対数尤度比の期待値を算出し、算出した期待値を復号及び変調してシンボルレプリカを生成する。シンボルレプリカ生成部b310−tは、生成したシンボルレプリカを、送信装置a3から予め通知されたマッピング情報に基づいてマッピングする。シンボルレプリカ生成部b310は、マッピングしたシンボルレプリカを復元部b307−1〜b307−R及び受信信号レプリカ生成部B3−1〜B3−Rに出力する。   The symbol replica generation unit b310-t calculates an expected value of the bit log likelihood ratio input from the decoding unit b309-t, decodes and modulates the calculated expected value, and generates a symbol replica. The symbol replica generation unit b310-t maps the generated symbol replica based on mapping information notified in advance from the transmission device a3. The symbol replica generation unit b310 outputs the mapped symbol replicas to the restoration units b307-1 to b307-R and the reception signal replica generation units B3-1 to B3-R.

図12は、本実施形態に係る受信信号レプリカ生成部B3−rの構成を示す概略ブロック図である。この図において、受信信号レプリカ生成部B3−rは、IFFT部b311−t、GI挿入部b312−t、伝搬路推定部b306、フィルタ部b313−t、及び、合計部b314を含んで構成される。   FIG. 12 is a schematic block diagram illustrating a configuration of the reception signal replica generation unit B3-r according to the present embodiment. In this figure, the received signal replica generation unit B3-r includes an IFFT unit b311-t, a GI insertion unit b312-t, a propagation path estimation unit b306, a filter unit b313-t, and a summation unit b314. .

IFFT部b311−tは、シンボルレプリカ生成部b310−tから入力されたシンボルレプリカに対して周波数時間変換を行い、変換した時間領域のレプリカ信号をGI挿入部b312−tに出力する。
GI挿入部b312−tは、IFFT部b311−tから入力されたレプリカ信号に対して、FFT区間の信号毎にガードインターバルを付加して、送信信号レプリカを生成する。GI挿入部b312−tは、生成した送信信号レプリカを、伝搬路推定部b306及びフィルタ部b313−tに出力する。
The IFFT unit b311-t performs frequency time conversion on the symbol replica input from the symbol replica generation unit b310-t, and outputs the converted time domain replica signal to the GI insertion unit b312-t.
The GI insertion unit b312-t adds a guard interval for each signal in the FFT interval to the replica signal input from the IFFT unit b311-t to generate a transmission signal replica. The GI insertion unit b312-t outputs the generated transmission signal replica to the propagation path estimation unit b306 and the filter unit b313-t.

伝搬路推定部b306は、受信部b302−rから入力された受信信号、及びGI挿入部b312−tから入力された送信信号レプリカ信号、に基づいて、OFDMシンボル区間で、第tアンテナ各々から第rアンテナへの伝搬路のチャネルインパルス応答を推定する。なお、初回の処理の場合、GI挿入部b312−tから伝搬路推定部b306への入力はなく(ゼロであり)、伝搬路推定部b306は、予め記憶するパイロット信号、及び受信部b302−rから入力された受信信号に基づいて、OFDMシンボル区間で時間変動するチャネルインパルス応答を推定する。
伝搬路推定部b306は、推定したチャネルインパルス応答をフィルタ部b313−tに出力する。また、伝搬路推定部b306は、推定したチャネルインパルス応答に対して時間周波数変換を行い、変換した周波数領域の信号である周波数応答を、復元部b307−r及び復調部b308に出力する。
Based on the received signal input from the receiving unit b302-r and the transmission signal replica signal input from the GI inserting unit b312-t, the propagation path estimation unit b306 receives the signal from each of the t-th antennas in the OFDM symbol period. Estimate the channel impulse response of the propagation path to the r antenna. In the case of the first processing, there is no input from the GI insertion unit b312-t to the propagation path estimation unit b306 (zero), and the propagation path estimation unit b306 stores the pilot signal stored in advance and the reception unit b302-r. Based on the received signal input from, a channel impulse response that varies with time in the OFDM symbol period is estimated.
The propagation path estimation unit b306 outputs the estimated channel impulse response to the filter unit b313-t. Moreover, the propagation path estimation part b306 performs time frequency conversion with respect to the estimated channel impulse response, and outputs the frequency response which is the signal of the converted frequency domain to the decompression | restoration part b307-r and the demodulation part b308.

また、伝搬路推定部b306は、推定した周波数応答と予め記憶するパイロット信号からパイロット信号のレプリカを生成する。伝搬路推定部b306は、受信信号のパイロット信号と、生成したパイロット信号のレプリカと、に基づいて雑音電力を算出する。また、伝搬路推定部b306は、推定した周波数応答とパイロット信号とに基づいてICIの電力(ICI電力という)を算出する。なお、伝搬路推定部b306が行う雑音電力及びICI電力の算出処理の詳細については、動作原理と併せて後述する。伝搬路推定部b306は、算出した雑音電力及びICI電力を復調部b308に出力する。   Moreover, the propagation path estimation part b306 produces | generates the replica of a pilot signal from the estimated frequency response and the pilot signal memorize | stored previously. The propagation path estimation unit b306 calculates noise power based on the pilot signal of the received signal and the generated replica of the pilot signal. Also, the propagation path estimation unit b306 calculates ICI power (referred to as ICI power) based on the estimated frequency response and pilot signal. Details of the noise power and ICI power calculation processing performed by the propagation path estimation unit b306 will be described later together with the operation principle. The propagation path estimation unit b306 outputs the calculated noise power and ICI power to the demodulation unit b308.

フィルタ部b313−tは、伝搬路推定部b306から入力されたチャネルインパルス応答と、GI挿入部b312−tから入力された送信信号レプリカと、に基づいて、第rアンテナで受信した第tストリームの受信信号レプリカを生成する。フィルタ部b313−tは、生成した受信信号レプリカを合成部b314に出力する。
合成部b314は、フィルタ部b313−tから入力された受信信号レプリカを合成し、第rアンテナで受信した受信信号の受信信号レプリカを生成する。合成部b314は、生成した受信信号レプリカを減算部b303−rに出力する。
Based on the channel impulse response input from the propagation path estimation unit b306 and the transmission signal replica input from the GI insertion unit b312-t, the filter unit b313-t transmits the t-th stream received by the r-th antenna. A received signal replica is generated. The filter unit b313-t outputs the generated reception signal replica to the synthesis unit b314.
The combiner b314 combines the received signal replicas input from the filter unit b313-t, and generates a received signal replica of the received signal received by the r-th antenna. The synthesizer b314 outputs the generated received signal replica to the subtractor b303-r.

<動作原理について>
以下、受信装置b3の動作原理について、図11、12を参照しながら説明をする。受信部b302−rが受信した第k離散時刻の受信信号rk,rは、次式(25)、(26)で表わされる。
<About the operating principle>
Hereinafter, the operating principle of the receiving device b3 will be described with reference to FIGS. The received signals rk , r at the k-th discrete time received by the receiving unit b302-r are expressed by the following equations (25) and (26).

Figure 0005428788
Figure 0005428788

ここで、Tは送信装置a3のアンテナ数、Dは最大の伝搬路番号、hd,k,r,tは、第tアンテナから第rアンテナへの第dパスにおける第k離散時刻の複素振幅である。また、sk,tは第tストリームの時間領域の送信信号であり、zk,rは第rアンテナでの時間領域の雑音である。
また、NはFFT区間のポイント数、Sn,tは第tストリームの第nサブキャリアの変調信号、NはGI区間のポイント数、jは虚数単位である。
Here, T is the number of antennas of the transmitting device a3, D is the maximum propagation path number, hd, k, r, and t are complex amplitudes at the k-th discrete time in the d-th path from the t-th antenna to the r-th antenna. It is. Further, s k, t is a time domain transmission signal of the t th stream, and z k, r is time domain noise at the r th antenna.
N is the number of points in the FFT interval, S n, t is the modulation signal of the n-th subcarrier of the t-th stream, N g is the number of points in the GI interval, and j is an imaginary unit.

減算部b303−rは、式(25)で表わされる信号rk,rから受信信号レプリカを減算する。GI除去部b304−rは、減算結果のFFT区間の信号からGIを除去し、FFT部b305−rは、GIを除去した信号を時間周波数変換する。FFT部b305−rが出力する信号R’n,rは、次式(27)、(28)で表わされる。 The subtraction unit b303-r subtracts the received signal replica from the signal rk , r expressed by the equation (25). The GI removal unit b304-r removes the GI from the signal in the FFT interval as the subtraction result, and the FFT unit b305-r performs time-frequency conversion on the signal from which the GI has been removed. The signal R ′ n, r output from the FFT unit b305-r is expressed by the following equations (27) and (28).

Figure 0005428788
Figure 0005428788

ここで、Wn,m,r,tは第rアンテナが受信した第tストリームについての第mサブキャリアから第nサブキャリアへの信号の漏れ込み係数であり、m=nの場合の漏れ込み係数Wn,n,r,tは周波数応答である。また、S’’m,tは第tストリームの第nサブキャリアの信号のシンボルレプリカである。
復元部b307−rは、シンボルレプリカS’’n,tに伝搬路推定部b306から入力された周波数応答Wn,n,r,tを乗算して、伝搬路の影響を受けて第rアンテナが受信した第tストリームの第nサブキャリアについての所望信号のレプリカ信号Wn,n,r,tS’’n,tを生成する。復元部b307−rは、式(27)で表わされる信号R’n,rに生成したレプリカ信号Wn,n,r,tS’’m,tを加算する。すなわち、復元部b307−rは、FFT部b305−rが変換した周波数領域の信号のサブキャリア成分を抽出し、抽出したサブキャリア成分の信号に対して、所望信号のレプリカ信号の当該サブキャリア成分のうち所望のストリーム成分を加算する。この加算後の信号Yn,r,tは、次式(29)で表わされる。
Here, W n, m, r, t are leakage coefficients of signals from the m-th subcarrier to the n-th subcarrier for the t-th stream received by the r-th antenna, and leakage when m = n. The coefficients W n, n, r, t are frequency responses. S ″ m, t is a symbol replica of the signal of the nth subcarrier of the tth stream.
The restoration unit b307-r multiplies the symbol replica S ″ n, t by the frequency response W n, n, r, t input from the propagation path estimation unit b306, and is affected by the propagation path to receive the r-th antenna. Generates a replica signal W n, n, r, t S ″ n, t of a desired signal for the n-th subcarrier of the t-th stream received. The restoration unit b307-r adds the generated replica signal W n, n, r, t S ″ m, t to the signal R ′ n, r represented by Expression (27). That is, the restoration unit b307-r extracts the subcarrier component of the frequency domain signal transformed by the FFT unit b305-r, and the subcarrier component of the replica signal of the desired signal is extracted from the extracted subcarrier component signal. The desired stream component is added. The signal Y n, r, t after this addition is expressed by the following equation (29).

Figure 0005428788
Figure 0005428788

ここで、式(29)の第3項は、他のストリームの信号が除去されていることを示すので、式(29)はMIMO分離されたことを意味する。
復調部b308は、第tストリームの第nサブキャリアの復調シンボルS’n,tを次式(30)を用いて算出する。ただし、次式(30)は、除去残差を雑音近似し、復調シンボルの電力を1に正規化した場合の式である。
Here, since the third term of Expression (29) indicates that signals of other streams have been removed, Expression (29) means that MIMO separation has been performed.
The demodulation unit b308 calculates the demodulation symbol S ′ n, t of the nth subcarrier of the tth stream using the following equation (30). However, the following equation (30) is an equation when the removal residual is approximated with noise and the power of the demodulated symbol is normalized to 1.

Figure 0005428788
Figure 0005428788

<受信装置b3の動作について>
図13は、本実施形態に係る受信装置b3の動作を示すフローチャートである。なお、この図が示す動作は、図11の受信部b302−rが、初回に受信信号を減算部b303−rに出力した後の処理である。
<About the operation of the receiving device b3>
FIG. 13 is a flowchart showing the operation of the receiving device b3 according to this embodiment. The operation shown in FIG. 11 is processing after the reception unit b302-r in FIG. 11 outputs the reception signal to the subtraction unit b303-r for the first time.

(ステップS301)減算部b303−rは、受信信号から、後述するステップS308から入力された受信信号レプリカを減算する。その後、ステップS302へ進む。
(ステップS302)FFT部b305は、ステップS301での減算結果の信号に対して時間周波数変換を行う。その後、ステップS303へ進む。
(ステップS303)復元部b307−rは、サブキャリア毎に、ステップS302での変換結果の信号に対して、後述するステップS307で生成するシンボルレプリカに周波数応答を乗算したレプリカ信号を加算する。その後、ステップS304へ進む。
(Step S301) The subtraction unit b303-r subtracts the reception signal replica input from step S308 described later from the reception signal. Thereafter, the process proceeds to step S302.
(Step S302) The FFT unit b305 performs time-frequency conversion on the signal resulting from the subtraction in step S301. Thereafter, the process proceeds to step S303.
(Step S303) For each subcarrier, the restoration unit b307-r adds a replica signal obtained by multiplying a symbol replica generated in step S307, which will be described later, by a frequency response to the signal resulting from the conversion in step S302. Thereafter, the process proceeds to step S304.

(ステップS304)復調部b308は、ステップS303での加算結果の信号に対して、伝搬路補償し、ビット対数尤度比を算出する。その後、ステップS305へ進む。
(ステップS305)復号部b309−tは、ステップS304での算出結果のビット対数尤度比に対して、誤り訂正等の復号処理を行う。その後、ステップS306へ進む。。
(ステップS306)復号部b309−tは、ステップS305での復号結果に誤りが検出されなかったか、もしくは、既定の回数の処理が行われたかを判定する。これらのいずれかに該当する場合(Yes)、受信装置b3は動作を終了する。一方、これらの両方に該当しない場合(No)、ステップS307へ進む。
(Step S304) The demodulator b308 performs propagation path compensation on the signal resulting from the addition in step S303, and calculates a bit log likelihood ratio. Thereafter, the process proceeds to step S305.
(Step S305) The decoding unit b309-t performs decoding processing such as error correction on the bit log likelihood ratio of the calculation result in step S304. Thereafter, the process proceeds to step S306. .
(Step S306) The decoding unit b309-t determines whether no error is detected in the decoding result in step S305 or whether a predetermined number of processes have been performed. If any of these is true (Yes), the receiving device b3 ends the operation. On the other hand, when it does not correspond to both of these (No), it progresses to step S307.

(ステップS307)シンボルレプリカ生成部b310−tは、ステップS305での復号結果のビット対数尤度比からシンボルレプリカを生成する。その後、ステップS308へ進む。
(ステップS308)受信信号レプリカ生成部B3−rは、ステップS307で生成されたシンボルレプリカに基づいて受信信号レプリカを生成する。その後、ステップS301へ進む。
(Step S307) The symbol replica generation unit b310-t generates a symbol replica from the bit log likelihood ratio of the decoding result in step S305. Thereafter, the process proceeds to step S308.
(Step S308) The reception signal replica generation unit B3-r generates a reception signal replica based on the symbol replica generated in step S307. Then, it progresses to step S301.

このように、本実施形態によれば、受信装置b3は、遅延波を除去した受信信号の各サブキャリア成分を抽出し、抽出した各サブキャリア成分の信号を復調する。これにより、受信装置b3は、MIMO伝送方式の場合でも、計算量の増大を防止することができる。   Thus, according to the present embodiment, the receiving device b3 extracts each subcarrier component of the received signal from which the delayed wave is removed, and demodulates the extracted signal of each subcarrier component. Thereby, the receiving apparatus b3 can prevent an increase in the amount of calculation even in the case of the MIMO transmission method.

なお、上記第3の実施形態において、受信装置b3は、所望サブキャリアであっても、他ストリームの信号は復元していないが、復元してもよい。すなわち、式(29)の第3項を復元してもよい。この場合は、復調部がMIMO分離を行うことになり、ZFやMMSEのような線形処理だけではなく、最尤検出(MLD;Maximum Likelihood Detection、以下では、MLDという略語は最尤検出を意味する)のような非線形処理を行うことも可能となる。
以下、他ストリームの信号も復元したときに、受信装置b3がMLDを用いて行うビット対数尤度比の算出処理の原理について説明をする。
In the third embodiment, the receiving device b3 does not restore signals of other streams even if it is a desired subcarrier, but may restore it. That is, you may restore | restore the 3rd term of Formula (29). In this case, the demodulator performs MIMO separation, and not only linear processing such as ZF and MMSE, but also maximum likelihood detection (MLD; Maximum Likelihood Detection; hereinafter, the abbreviation MLD means maximum likelihood detection) It is also possible to perform nonlinear processing such as
Hereinafter, the principle of the bit log likelihood ratio calculation process performed by the receiving apparatus b3 using the MLD when signals of other streams are also restored will be described.

復元部b307−rは、式(27)で表わされる信号R’n,rに生成したレプリカ信号Wn,n,r,tS’’m,tをすべてのtについて加算する。すなわち、復元部b307−rは、FFT部b305−rが変換した周波数領域の信号のサブキャリア成分を抽出し、抽出したサブキャリア成分の信号に対して、所望信号のレプリカ信号の当該サブキャリア成分のうち全てのストリーム成分を加算する。この加算後の信号Yn,r,tは、次式(31)、(32)で表わされる。 The restoration unit b307-r adds the generated replica signals W n, n, r, t S ″ m, t to the signal R ′ n, r represented by the equation (27) for all t. That is, the restoration unit b307-r extracts the subcarrier component of the frequency domain signal transformed by the FFT unit b305-r, and the subcarrier component of the replica signal of the desired signal is extracted from the extracted subcarrier component signal. All stream components are added. The signal Y n, r, t after this addition is expressed by the following equations (31) and (32).

Figure 0005428788
Figure 0005428788

これらの式(31)、(32)をベクトル表記すると、次式(33)〜(36)で表わされる。   When these equations (31) and (32) are expressed as vectors, they are represented by the following equations (33) to (36).

Figure 0005428788
Figure 0005428788

ここで、式(35)のベクトルSを構成するビット系列βを次式(37)とする。 Here, the following equation bit sequence β constituting the vector S n of the formula (35) (37).

Figure 0005428788
Figure 0005428788

ただし、Mは変調多値数であり、例えばQPSKのときはM=2、16QAMのときはM=4である。式(37)のビットbt,qのビット対数尤度比λ(bt,q)は次式(38)で表わされる。 However, M is a modulation multi-level number. For example, M = 2 in QPSK, and M = 4 in 16QAM. The bit log likelihood ratio λ (b t, q ) of the bits b t, q in Expression (37) is expressed by the following Expression (38).

Figure 0005428788
Figure 0005428788

ここで、ベイズの定理、p(A|B)p(B)=p(B|A)p(A)を用いると、式(38)のビット対数尤度比λ(bt,q)は、次式(39)で表わされる。 Here, using Bayes' theorem, p (A | B) p (B) = p (B | A) p (A), the bit log likelihood ratio λ (b t, q ) in equation (38) is Is represented by the following equation (39).

Figure 0005428788
Figure 0005428788

また、Z’n,rがガウス過程に従うと仮定し、Max−log近似を用いると、式(39)のビット対数尤度比λ(bt,q)は、次式(40)で表わされる。 Further, assuming that Z ′ n, r follows a Gaussian process and using the Max-log approximation, the bit log likelihood ratio λ (b t, q ) of Expression (39) is expressed by the following Expression (40). .

Figure 0005428788
Figure 0005428788

式(40)でのp(β)は、各ビットが独立であると仮定すると、以下の式(41)で表わされる。   Assuming that each bit is independent, p (β) in Expression (40) is expressed by Expression (41) below.

Figure 0005428788
Figure 0005428788

ここで、p(bt’,q’)は、復号部b309−t’が出力するビット対数尤度比λ(bt’,q’)を用いて計算することができる。また、このようにして得られたビット対数尤度比λ(bt,q)は、ビット対数尤度比λ(bt,q)を用いて計算されているため、その分は減算するのが一般的である。すなわち、復調部b308が復号部b309−tへ出力する値は、λ(bt,q)−λ(bt,q)である。
なお、簡単のため、事前情報が無いものと仮定してLLRを計算してもよい。この場合、ビット対数尤度比λ(bt,q)は、次式(42)で表わされる。
Here, p (b t ′, q ′ ) can be calculated using the bit log likelihood ratio λ a (b t ′, q ′ ) output from the decoding unit b309-t ′. Further, since the bit log likelihood ratio λ (b t, q ) obtained in this way is calculated using the bit log likelihood ratio λ a (b t, q ), the corresponding amount is subtracted. It is common. That is, the value output from the demodulation unit b308 to the decoding unit b309-t is λ (b t, q ) −λ a (b t, q ).
For simplicity, the LLR may be calculated on the assumption that there is no prior information. In this case, the bit log likelihood ratio λ (b t, q ) is expressed by the following equation (42).

Figure 0005428788
Figure 0005428788

復調部b308は、復調処理の結果のビット対数尤度比λ(bt,q)を式(42)を用いて算出し、復号部b109−tに出力する。 The demodulator b308 calculates the bit log likelihood ratio λ (b t, q ) as a result of the demodulation process using the equation (42), and outputs it to the decoder b109-t.

また、上記第3の実施形態において、第2の実施形態と同様にして、所望サブキャリアから他のサブキャリアに漏れた信号を用いて受信信号を復調してもよい。
また、上記第3の実施形態において、送信装置a3(図10)は、1個のアンテナa308−tに対して1個の符号部a302−tが備えられているが、本発明はこれに限らず、複数のアンテナに対して1個の符号部を備えてもよい。例えば、送信装置b3は、1個の符号部を備え、誤り訂正符号化した結果を、予め決められたパターンに従って変調部a303−1〜a303−Tに振り分けて出力してもよい。
また、上記第3の実施形態において、第1〜第Tストリームには、同じ情報データ信号系列の送信信号が含まれてもよいし、全て異なる情報データ信号系列の送信信号であってもよい。例えば、送信装置a3は、2つの情報データ信号系列を送信する場合、一方の情報データ系列を第1、2ストリームとして送信し、他方の情報データ信号系列を第3、4ストリームとして送信してもよい。
In the third embodiment, similarly to the second embodiment, a received signal may be demodulated using a signal leaked from a desired subcarrier to another subcarrier.
In the third embodiment, the transmission device a3 (FIG. 10) includes one encoding unit a302-t for one antenna a308-t. However, the present invention is not limited to this. Instead, one encoding unit may be provided for a plurality of antennas. For example, the transmission device b3 may include one encoding unit, and distribute and output the result of error correction encoding to the modulation units a303-1 to a303-T according to a predetermined pattern.
In the third embodiment, the first to T-th streams may include transmission signals of the same information data signal sequence, or may be transmission signals of different information data signal sequences. For example, when transmitting two information data signal sequences, the transmission device a3 may transmit one information data sequence as the first and second streams and transmit the other information data signal sequence as the third and fourth streams. Good.

なお、上述した実施形態における受信装置b1、b2、b3の一部、例えば、受信部b102、b302−r、減算部b103、b303−r、GI除去部b104、b304−r、FFT部b105、b205、b305−r、伝搬路推定部b106、b206、b306、復元部b107、b207、b307−r、復調部b108、b208、b308、復号部b109、b309−t、シンボルレプリカ生成部b110、b310−t、IFFT部b111、b311−t、GI挿入部b112、b312−t、フィルタ部a113、b313−t、合成部b314をコンピュータで実現するようにしても良い。その場合、この制御機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、受信装置b1、b2、b3に内蔵されたコンピュータシステムであって、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。   Note that some of the receiving devices b1, b2, and b3 in the above-described embodiment, for example, the receiving units b102 and b302-r, the subtracting units b103 and b303-r, the GI removing units b104 and b304-r, and the FFT units b105 and b205. , B305-r, propagation path estimation units b106, b206, b306, restoration units b107, b207, b307-r, demodulation units b108, b208, b308, decoding units b109, b309-t, symbol replica generation units b110, b310-t The IFFT units b111 and b311-t, the GI insertion units b112 and b312-t, the filter units a113 and b313-t, and the synthesis unit b314 may be realized by a computer. In that case, the program for realizing the control function may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium may be read by a computer system and executed. Here, the “computer system” is a computer system built in the receiving devices b1, b2, and b3 and includes hardware such as an OS and peripheral devices. The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” is a medium that dynamically holds a program for a short time, such as a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line, In such a case, a volatile memory inside a computer system serving as a server or a client may be included and a program that holds a program for a certain period of time. The program may be a program for realizing a part of the functions described above, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system.

以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。   As described above, the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the above, and various design changes and the like can be made without departing from the scope of the present invention. It is possible to

本発明は、無線通信の受信に用いて好適である。   The present invention is suitable for use in receiving wireless communication.

A、a1、a3・・・送信装置、B、b1、b2、b3・・・受信装置、a101、a301−t・・・パイロット生成部、a102、a302−t・・・符号部、a103、a303−t・・・変調部、a104、a304−t・・・マッピング部、a105、a305−t・・・IFFT部、a106、a306−t・・・GI挿入部、a107、a307−t・・・送信部、a108、a308−t・・・送信アンテナ部、b101、b301−r・・・受信アンテナ、b102、b302−r・・・受信部、b103、b303−r・・・減算部、b104、b304−r・・・GI除去部、b105、b205、b305−r・・・FFT部、b106、b206、b306・・・伝搬路推定部、b107、b207、b307−r・・・復元部、b108、b208、b308・・・復調部、b109、b309−t・・・復号部、b110、b310−t・・・シンボルレプリカ生成部、b111、b311−t・・・IFFT部、b112、b312−t・・・GI挿入部、a113、b313−t・・・フィルタ部、B3−r・・・受信信号レプリカ生成部、b314・・・合成部   A, a1, a3 ... transmitting device, B, b1, b2, b3 ... receiving device, a101, a301-t ... pilot generating unit, a102, a302-t ... coding unit, a103, a303 -T: modulation unit, a104, a304-t ... mapping unit, a105, a305-t ... IFFT unit, a106, a306-t ... GI insertion unit, a107, a307-t ... Transmitting unit, a108, a308-t ... transmitting antenna unit, b101, b301-r ... receiving antenna, b102, b302-r ... receiving unit, b103, b303-r ... subtracting unit, b104, b304-r ... GI removal unit, b105, b205, b305-r ... FFT unit, b106, b206, b306 ... propagation path estimation unit, b107, b207, b307- ... Restoration part, b108, b208, b308 ... Demodulation part, b109, b309-t ... Decoding part, b110, b310-t ... Symbol replica generation part, b111, b311-t ... IFFT , B112, b312-t ... GI insertion unit, a113, b313-t ... filter unit, B3-r ... received signal replica generation unit, b314 ... synthesis unit

Claims (12)

受信信号から情報を復調する受信装置において、
OFDMシンボル区間内の複数時刻のチャネルインパルス応答を推定し、推定した前記複数時刻のチャネルインパルス応答を一つのチャネルインパルス応答に変換し、変換した前記チャネルインパルス応答に対して時間周波数変換を行うことで周波数応答を推定する伝搬路推定部と、
復調した情報の変調シンボルであるシンボルレプリカを生成するシンボルレプリカ生成部と、
前記複数時刻のチャネルインパルス応答と前記シンボルレプリカとに基づいて、時間領域の受信信号レプリカである受信信号レプリカを生成するフィルタ部と、
前記受信信号から前記受信信号レプリカを減算する減算部と、
前記減算部が減算した信号を周波数領域の信号に変換する時間周波数変換部と、
前記周波数応答と前記シンボルレプリカとに基づいて所望信号のレプリカ信号を生成し、前記時間周波数変換部が変換した周波数領域の信号に対して、前記所望信号のレプリカ信号を加算し、受信信号の各サブキャリア成分を抽出する復元部と、
前記復元部が抽出した各サブキャリア成分の信号を復調する復調部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
In a receiving device that demodulates information from a received signal,
A channel impulse response at a plurality of times in an OFDM symbol interval is estimated, the estimated channel impulse response at a plurality of times is converted into a single channel impulse response, and a time-frequency conversion is performed on the converted channel impulse response. A channel estimator for estimating the frequency response;
A symbol replica generation unit that generates a symbol replica that is a modulation symbol of the demodulated information;
A filter unit that generates a received signal replica that is a received signal replica in the time domain based on the channel impulse response of the plurality of times and the symbol replica;
A subtractor for subtracting the received signal replica from the received signal;
A time-frequency converter that converts the signal subtracted by the subtractor into a signal in the frequency domain;
A replica signal of a desired signal is generated based on the frequency response and the symbol replica, the replica signal of the desired signal is added to the frequency domain signal converted by the time-frequency conversion unit, and each received signal A restoration unit for extracting subcarrier components;
A demodulator that demodulates the signal of each subcarrier component extracted by the restoration unit;
A receiving apparatus comprising:
前記伝搬路推定部は、
前記複数時刻のチャネルインパルス応答を時間平均し、該時間平均した結果に対して時間周波数変換を行うことで前記周波数応答を推定すること、
を特徴とする請求項1に記載の受信装置。
The propagation path estimator is
Estimating the frequency response by performing time-frequency conversion on the time-averaged result of time averaging the channel impulse responses of the plurality of times;
The receiving apparatus according to claim 1.
前記伝搬路推定部は、
前記複数時刻のチャネルインパルス応答のうち、OFDMシンボル区間内のつの時刻のチャネルインパルス応答に対して時間周波数変換を行うことで前記周波数応答を推定すること
を特徴とする請求項1に記載の受信装置。
The propagation path estimator is
The plurality of times of the impulse response of the channel, the reception of claim 1, wherein the estimating the frequency response by performing a time-frequency transform on the channel impulse response of one time in the OFDM symbol interval apparatus.
前記1つの時刻のチャネルインパルス応答は、OFDMシンボル区間の中央のものであること
を特徴とする請求項3に記載の受信装置。
The receiving apparatus according to claim 3, wherein the channel impulse response at the one time is in the center of the OFDM symbol period.
前記復元部は、前記時間周波数変換部が変換した周波数領域の信号のサブキャリア成分を抽出し、抽出したサブキャリア成分の信号に対して、前記所望信号のレプリカ信号のサブキャリア成分であって当該サブキャリア成分に近接するサブキャリア成分を加算すること
を特徴とする請求項2から請求項4のいずれか一項に記載の受信装置。
The restoration unit extracts a subcarrier component of the frequency domain signal converted by the time-frequency conversion unit, and is a subcarrier component of the replica signal of the desired signal with respect to the extracted subcarrier component signal. The receiving apparatus according to any one of claims 2 to 4, wherein a subcarrier component adjacent to the subcarrier component is added.
複数のアンテナを備え、送信装置とMIMO伝送方式の通信を行うこと
を特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の受信装置。
The receiving apparatus according to any one of claims 1 to 5, further comprising a plurality of antennas and performing MIMO transmission scheme communication with the transmitting apparatus.
前記復調部は、前記復元部が抽出した各サブキャリア成分の信号を復調し、前記複数時刻のチャネルインパルス応答に基づいてMIMO分離を行うこと
を特徴とする請求項6に記載の受信装置。
The receiving apparatus according to claim 6, wherein the demodulating unit demodulates a signal of each subcarrier component extracted by the restoration unit and performs MIMO separation based on the channel impulse response at the plurality of times.
前記受信装置は、
送信装置が備える複数のアンテナ各々から送信された信号系列であるストリームの信号を、前記受信信号として受信し、
前記復元部は、前記時間周波数変換部が変換した周波数領域の信号のサブキャリア成分を抽出し、抽出したサブキャリア成分の信号に対して、前記所望信号のレプリカ信号の当該サブキャリア成分のうち所望のストリーム成分を加算すること
を特徴とする請求項7に記載の受信装置。
The receiving device is:
A signal of a stream that is a signal sequence transmitted from each of a plurality of antennas included in the transmission device is received as the reception signal,
The restoration unit extracts a subcarrier component of the frequency domain signal converted by the time-frequency conversion unit, and selects a desired subcarrier component of the replica signal of the desired signal for the extracted subcarrier component signal. The receiving apparatus according to claim 7, wherein the stream components are added.
前記受信装置は、
送信装置が備える複数のアンテナ各々から送信された信号系列であるストリームの信号を、前記受信信号として受信し、
前記復元部は、前記時間周波数変換部が変換した周波数領域の信号のサブキャリア成分を抽出し、抽出したサブキャリア成分の信号に対して、前記所望信号のレプリカ信号の当該サブキャリア成分のうち全てのストリーム成分を加算すること
を特徴とする請求項7に記載の受信装置。
The receiving device is:
A signal of a stream that is a signal sequence transmitted from each of a plurality of antennas included in the transmission device is received as the reception signal,
The restoration unit extracts subcarrier components of the frequency domain signal converted by the time-frequency conversion unit, and extracts all of the subcarrier components of the replica signal of the desired signal for the extracted subcarrier component signals. The receiving apparatus according to claim 7, wherein the stream components are added.
前記復調部は、
最小平均2乗誤差基準で信号を復調すること
を特徴とする請求項7から請求項9のいずれか一項に記載の受信装置。
The demodulator
The receiving apparatus according to claim 7, wherein the signal is demodulated based on a minimum mean square error criterion.
受信信号から情報を復調する受信方法において、
OFDMシンボル区間内の複数時刻のチャネルインパルス応答を推定し、推定した前記複数時刻のチャネルインパルス応答を一つのチャネルインパルス応答に変換し、変換した前記チャネルインパルス応答に対して時間周波数変換を行うことで周波数応答を推定する伝搬路推定過程と、
復調した情報の変調シンボルであるシンボルレプリカを生成するシンボルレプリカ生成過程と、
前記複数時刻のチャネルインパルス応答と前記シンボルレプリカとに基づいて、時間領域の受信信号レプリカである受信信号レプリカを生成するフィルタ過程と、
前記受信信号から前記受信信号レプリカを減算する減算過程と、
前記減算過程が減算した信号を周波数領域の信号に変換する時間周波数変換過程と、
前記周波数応答と前記シンボルレプリカとに基づいて所望信号のレプリカ信号を生成し、前記時間周波数変換過程が変換した周波数領域の信号に対して、前記所望信号のレプリカ信号を加算し、受信信号の各サブキャリア成分を抽出する復元過程と、
前記復元過程が抽出した各サブキャリア成分の信号を復調する復調過程と、
を有することを特徴とする受信方法。
In a receiving method for demodulating information from a received signal,
A channel impulse response at a plurality of times in an OFDM symbol interval is estimated, the estimated channel impulse response at a plurality of times is converted into a single channel impulse response, and a time-frequency conversion is performed on the converted channel impulse response. A channel estimation process to estimate the frequency response;
A symbol replica generation process for generating a symbol replica which is a modulation symbol of the demodulated information;
A filtering process for generating a received signal replica that is a received signal replica in a time domain based on the channel impulse response of the plurality of times and the symbol replica;
A subtraction process for subtracting the received signal replica from the received signal;
A time-frequency conversion process of converting the signal subtracted by the subtraction process into a signal in a frequency domain;
A replica signal of a desired signal is generated based on the frequency response and the symbol replica, the replica signal of the desired signal is added to the frequency domain signal converted by the time-frequency conversion process, and each received signal A restoration process for extracting subcarrier components;
A demodulation process for demodulating the signal of each subcarrier component extracted by the restoration process;
A receiving method comprising:
受信信号から情報を復調する受信装置のコンピュータを、
OFDMシンボル区間内の複数時刻のチャネルインパルス応答を推定し、推定した前記複数時刻のチャネルインパルス応答を一つのチャネルインパルス応答に変換し、変換した前記チャネルインパルス応答に対して時間周波数変換を行うことで周波数応答を推定する伝搬路推定手段、
復調した情報の変調シンボルであるシンボルレプリカを生成するシンボルレプリカ生成手段、
前記複数時刻のチャネルインパルス応答と前記シンボルレプリカとに基づいて、時間領域の受信信号レプリカである受信信号レプリカを生成するフィルタ手段、
前記受信信号から前記受信信号レプリカを減算する減算手段、
前記減算手段が減算した信号を周波数領域の信号に変換する時間周波数変換手段、
前記周波数応答と前記シンボルレプリカとに基づいて所望信号のレプリカ信号を生成し、前記時間周波数変換手段が変換した周波数領域の信号に対して、前記所望信号のレプリカ信号を加算し、受信信号の各サブキャリア成分を抽出する復元手段、
前記復元手段が抽出した各サブキャリア成分の信号を復調する復調手段、
として機能させる受信プログラム。
A receiver computer that demodulates information from the received signal;
A channel impulse response at a plurality of times in an OFDM symbol interval is estimated, the estimated channel impulse response at a plurality of times is converted into a single channel impulse response, and a time-frequency conversion is performed on the converted channel impulse response. A channel estimation means for estimating a frequency response;
Symbol replica generation means for generating a symbol replica which is a modulation symbol of the demodulated information;
Filter means for generating a received signal replica which is a received signal replica in the time domain based on the channel impulse response of the plurality of times and the symbol replica;
Subtracting means for subtracting the received signal replica from the received signal;
A time-frequency conversion means for converting the signal subtracted by the subtraction means into a signal in the frequency domain;
A replica signal of a desired signal is generated based on the frequency response and the symbol replica, and the replica signal of the desired signal is added to the frequency domain signal converted by the time-frequency conversion means, and each received signal Restoring means for extracting subcarrier components;
Demodulation means for demodulating the signal of each subcarrier component extracted by the restoration means;
Receiving program to function as.
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